一種壓氣機(jī)試驗(yàn)件及其逼喘方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種壓氣機(jī)試驗(yàn)件及其逼喘試驗(yàn)的方法。采取試驗(yàn)件、排氣蝸殼分別固定的方式，兩者之間采用柔性連接件連接，防止因各自固定引起兩者之間的過(guò)約束。為避免柔性連接件存在因內(nèi)部壓力過(guò)高而出現(xiàn)破裂的風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)壓氣機(jī)試驗(yàn)件的結(jié)構(gòu)優(yōu)化，在試驗(yàn)件上增加了喉道及排氣旁路出口，使逼喘試驗(yàn)時(shí)，柔性連接件內(nèi)部的壓力一直處于安全值范圍內(nèi)，可避免柔性連接件的破裂風(fēng)險(xiǎn)，保證逼喘試驗(yàn)的安全。本發(fā)明通過(guò)優(yōu)化壓氣機(jī)試驗(yàn)件的結(jié)構(gòu)增加了壓氣機(jī)試驗(yàn)件與排氣蝸殼裝置間安裝的選擇性，減小了安裝難度。本發(fā)明的逼喘方法可以用于有柔性連接件的試驗(yàn)件上，也可以用于沒(méi)有柔性連接件等薄弱環(huán)節(jié)零件的壓氣機(jī)試驗(yàn)件，具有更強(qiáng)的通用性。
【專利說(shuō)明】
一種壓氣機(jī)試驗(yàn)件及其逼喘方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域，具體地，涉及一種壓氣機(jī)試驗(yàn)件及其逼喘方法。
【背景技術(shù)】
[0002]壓氣機(jī)作為航空發(fā)動(dòng)機(jī)三大核心部件之一，其先進(jìn)性直接關(guān)系到整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)水平。在非設(shè)計(jì)工況，由于氣流對(duì)葉片的攻角超過(guò)了臨界攻角，造成氣流在葉片排中嚴(yán)重分離，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)失速，進(jìn)而產(chǎn)生喘振，此種現(xiàn)象會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)性能惡化，會(huì)給高速飛行的飛機(jī)造成嚴(yán)重的后果。
[0003]因此，為驗(yàn)證壓氣機(jī)的實(shí)際技術(shù)參數(shù)是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求，需要設(shè)計(jì)壓氣機(jī)試驗(yàn)件進(jìn)行性能試驗(yàn)。在性能試驗(yàn)中，壓氣機(jī)的喘振邊界是必須要獲得一項(xiàng)參數(shù)。該參數(shù)與共同工作線的關(guān)系決定了整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)能否安全的工作。喘振邊界需要通過(guò)對(duì)壓氣機(jī)試驗(yàn)件進(jìn)行逼喘試驗(yàn)獲得。
[0004]當(dāng)前壓氣機(jī)逼喘試驗(yàn)需要將壓氣機(jī)試驗(yàn)件與排氣蝸殼直接相連，蝸殼固定在試車臺(tái)上，要求壓氣機(jī)試驗(yàn)件與排氣蝸殼結(jié)構(gòu)相互連接，逼喘試驗(yàn)時(shí)，通過(guò)逐漸關(guān)閉排氣蝸殼出口閥門，使壓氣機(jī)出口背壓逐漸升高，引發(fā)喘振現(xiàn)象。但是壓氣機(jī)試驗(yàn)件與排氣蝸殼直接相連并各自固定的方式容易引起兩者之間的過(guò)約束，實(shí)驗(yàn)中對(duì)設(shè)備配合性要求高，安裝難度較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有壓氣機(jī)試驗(yàn)件和排氣蝸殼連接關(guān)系的技術(shù)不足，提供一種壓氣機(jī)試驗(yàn)件。
[0006]本發(fā)明要解決的另一技術(shù)問(wèn)題是基于所述壓氣機(jī)試驗(yàn)件提供一種逼喘試驗(yàn)的方法。
[0007]本發(fā)明的上述目的通過(guò)以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn):
提供一種壓氣機(jī)試驗(yàn)件，所述壓氣機(jī)試驗(yàn)件連接排氣蝸殼，具體是通過(guò)在兩者之間采用連接件進(jìn)行連接。
[0008]本發(fā)明采取將壓氣機(jī)試驗(yàn)件、試車臺(tái)排氣蝸殼分別固定的方式，在兩者之間采用連接件連接，設(shè)置連接件進(jìn)行連接后，可以有效防止因各自固定引起兩者之間的過(guò)約束。
[0009]如果壓氣機(jī)試驗(yàn)件與試車臺(tái)排氣蝸殼之間采用剛性連接件相連接，安裝難度相對(duì)較大，難以保證安裝件間的軸心對(duì)齊，且會(huì)導(dǎo)致連接零件間過(guò)約束，對(duì)壓氣機(jī)試驗(yàn)件在車臺(tái)的安裝、試驗(yàn)帶來(lái)一些不利因素。所以，本發(fā)明優(yōu)選所述連接件為薄壁、剛性差的柔性連接件。所述柔性連接件采用薄壁、剛性差的材料，可更好地防止連接件兩端的壓氣機(jī)試驗(yàn)件與試車臺(tái)排氣結(jié)構(gòu)之間產(chǎn)生過(guò)約束，并且增加了壓氣機(jī)試驗(yàn)件與排氣蝸殼間安裝的選擇性，大大減小了安裝難度。
[0010]進(jìn)一步地，本發(fā)明在所述壓氣機(jī)試驗(yàn)件的一端靠近柔性連接件處設(shè)有喉道，所述喉道為限流結(jié)構(gòu)。
[0011]優(yōu)選地，在所述壓氣機(jī)試驗(yàn)件的一端靠近柔性連接件處設(shè)有排氣機(jī)匣，所述排氣機(jī)匣內(nèi)部設(shè)有喉道，喉道為限流結(jié)構(gòu)。
[0012]所述排氣機(jī)匣遠(yuǎn)離柔性連接件的一端設(shè)有排氣旁路出口；所述排氣旁路出口設(shè)有開(kāi)關(guān)控制閥門。
[0013]所述喉道的尺寸與試驗(yàn)件相匹配；喉道的尺寸根據(jù)試驗(yàn)件具體情況而定，其試驗(yàn)件的位置可以根據(jù)試驗(yàn)件柔性連接件所連接的零件的具體結(jié)構(gòu)形式來(lái)確定，所述喉道結(jié)構(gòu)可以但不限于采用葉片式、支板式或限流板的結(jié)構(gòu)形式。
[0014]在壓氣機(jī)試驗(yàn)件與排氣蝸殼之間設(shè)置柔性結(jié)構(gòu)，可以很好地解決因壓氣機(jī)試驗(yàn)件與排氣蝸殼各自固定引起兩者之間的過(guò)約束問(wèn)題。根據(jù)壓氣機(jī)喘振時(shí)的工作特性，試驗(yàn)件排氣蝸殼上游零件的內(nèi)部壓力會(huì)急劇增大，柔性連接件處于排氣蝸殼上游，可能會(huì)存在因內(nèi)部壓力過(guò)高而出現(xiàn)破裂的風(fēng)險(xiǎn)，一定程度上影響試驗(yàn)安全。為避免壓氣機(jī)試驗(yàn)件、排氣蝸殼之間的柔性連接件存在因內(nèi)部壓力過(guò)高而出現(xiàn)破裂的風(fēng)險(xiǎn)，本發(fā)明對(duì)壓氣機(jī)試驗(yàn)件的結(jié)構(gòu)進(jìn)一步科學(xué)優(yōu)化，在所述壓氣機(jī)試驗(yàn)件的一端靠近柔性連接件處設(shè)置有喉道，喉道為限流結(jié)構(gòu)，排氣機(jī)匣遠(yuǎn)離柔性連接件的一端設(shè)有排氣旁路出口?；谛碌慕Y(jié)構(gòu)，壓氣機(jī)試驗(yàn)件在進(jìn)行逼喘試驗(yàn)時(shí)，排氣旁路出口的開(kāi)關(guān)逐漸關(guān)閉或減小，喉道靠近壓氣機(jī)試驗(yàn)件一端的零件內(nèi)部壓力，較逼喘試驗(yàn)前逐漸升高;喉道靠近柔性連接件一端的零件內(nèi)部壓力，較逼喘試驗(yàn)前變化不大；即柔性連接件內(nèi)部的壓力一直處于安全值，很好地避免柔性連接件的破裂風(fēng)險(xiǎn)，保證逼喘試驗(yàn)的安全。
[0015]進(jìn)一步地，對(duì)于沒(méi)有柔性連接件等薄弱環(huán)節(jié)零件的壓氣機(jī)試驗(yàn)件，也可以設(shè)置喉道結(jié)構(gòu)，所述喉道的位置可以設(shè)計(jì)在壓氣機(jī)試驗(yàn)件連接排氣蝸殼一端的任意位置。
[0016]進(jìn)一步地，所述排氣旁路出口設(shè)置在壓氣機(jī)試驗(yàn)件上，位于排氣機(jī)匣遠(yuǎn)離柔性連接件的一端，其位置應(yīng)不影響試驗(yàn)件出口參數(shù)測(cè)量點(diǎn)的測(cè)量，在結(jié)構(gòu)允許的情況下，應(yīng)盡可能遠(yuǎn)離出口參數(shù)測(cè)量點(diǎn)。如果排氣旁路出口設(shè)置在靠近參數(shù)測(cè)量點(diǎn)，靠近排氣旁路出口的空氣氣流不夠穩(wěn)定，測(cè)量點(diǎn)采集的數(shù)據(jù)無(wú)法真實(shí)反映實(shí)際情況，影響試驗(yàn)結(jié)果，難以精確測(cè)定喘振邊界。
[0017]進(jìn)一步地，所述排氣旁路出口尺寸可根據(jù)壓氣機(jī)試驗(yàn)件的進(jìn)氣流量及喉道面積而定，排氣旁路出口數(shù)量可采用單個(gè)或多個(gè)。
[0018]進(jìn)一步地，所述開(kāi)關(guān)控制閥門從試驗(yàn)件上引出，設(shè)置在排氣旁路出口處，其位置可以靈活布置，不局限于常規(guī)的布置在蝸殼出口處的方法。所述開(kāi)關(guān)控制閥門用來(lái)控制逼喘試驗(yàn)中壓氣機(jī)試驗(yàn)件出口背壓，關(guān)閉或關(guān)小開(kāi)關(guān)控制閥門即關(guān)閉或關(guān)小排氣旁路出口，會(huì)使試驗(yàn)件出口背壓升高，進(jìn)而使壓氣機(jī)喘振。
[0019]基于所述壓氣機(jī)試驗(yàn)件，本發(fā)明逼喘試驗(yàn)的方法，首先壓氣機(jī)試驗(yàn)件將氣體吸入試驗(yàn)件內(nèi)部，通過(guò)逐漸關(guān)閉或關(guān)小排氣旁路出口的開(kāi)關(guān)控制閥門，使試驗(yàn)件出口背壓逐漸升高，直至喘振，采集試驗(yàn)數(shù)據(jù)后，將排氣旁路出口打開(kāi)。逼喘試驗(yàn)中，壓氣機(jī)試驗(yàn)件與試車臺(tái)排氣蝸殼之間不存在過(guò)約束問(wèn)題。
[0020]而設(shè)置有喉道結(jié)構(gòu)的試驗(yàn)件，喉道遠(yuǎn)離柔性連接件的試驗(yàn)件內(nèi)部壓力升高，喉道連接的連接件與排氣蝸殼的零件內(nèi)部壓力變化不大，柔性連接件內(nèi)部壓力一直處于安全值，可以消除柔性連接件因試驗(yàn)時(shí)內(nèi)部壓力過(guò)高而出現(xiàn)破裂的風(fēng)險(xiǎn)，進(jìn)一步保證試驗(yàn)安全進(jìn)行。[0021 ]綜上所述，本發(fā)明提供了一種壓氣機(jī)試驗(yàn)件及其逼喘方法，采用壓氣機(jī)試驗(yàn)件與排氣結(jié)構(gòu)分別固定在試車臺(tái)上，并通過(guò)柔性連接件連接;壓氣機(jī)試驗(yàn)件靠近連接件一端設(shè)有喉道，喉道設(shè)置在排氣機(jī)匣內(nèi)部，喉道尺寸與壓氣機(jī)試驗(yàn)件相匹配，排氣機(jī)匣遠(yuǎn)離柔性連接件的一端設(shè)有排氣旁路出口 ；排氣旁路出口設(shè)有開(kāi)關(guān)控制閥門。逼喘試驗(yàn)時(shí)，通過(guò)控制排氣旁路出口的開(kāi)關(guān)控制閥門，使壓氣機(jī)出口背壓逐漸升高，直至喘振，得到試驗(yàn)件喘振數(shù)據(jù)。
[0022]本發(fā)明具有以下有益效果:
本發(fā)明通過(guò)優(yōu)化壓氣機(jī)試驗(yàn)件的結(jié)構(gòu)，試驗(yàn)件與排氣蝸殼結(jié)構(gòu)間增加了柔性連接件的連接，避免了試驗(yàn)件與排氣蝸殼結(jié)構(gòu)間裝配中產(chǎn)生的過(guò)約束。
[0023]本發(fā)明進(jìn)一步將連接件設(shè)計(jì)為柔性連接件，擴(kuò)大了壓氣機(jī)試驗(yàn)件與排氣蝸殼裝置間安裝的選擇性，減小了安裝難度。
[0024]再進(jìn)一步地，本發(fā)明在試驗(yàn)件與柔性連接件連接部位設(shè)置保護(hù)柔性連接件的喉道及排氣旁路出口，保證了逼喘試驗(yàn)的安全性，并且與常規(guī)逼喘方法相比，本發(fā)明的逼喘方法可以用于有柔性連接件的試驗(yàn)件上，也可以用于沒(méi)有柔性連接件等薄弱環(huán)節(jié)零件的壓氣機(jī)試驗(yàn)件，具有更強(qiáng)的通用性。
【附圖說(shuō)明】
[0025]構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分的說(shuō)明書附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:
圖1是壓氣機(jī)試驗(yàn)件與排氣蝸殼連接結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖2是喉道支板示意圖。
[0027]圖1中，201為空氣流向，301為排氣蝸殼，401為柔性連接件，501為排氣機(jī)匣I，502為喉道支板，601為排氣旁路出口。
【具體實(shí)施方式】
[0028]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，但是本發(fā)明可以本說(shuō)明書表達(dá)的設(shè)計(jì)思想所限定和覆蓋的多種不同方式實(shí)施。
[0029]為免贅述，以下以本發(fā)明最佳實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。
[0030]如圖1所示，本發(fā)明提供的壓氣機(jī)試驗(yàn)件與排氣蝸殼連接301通過(guò)柔性連接件401連接，壓氣機(jī)試驗(yàn)件與排氣蝸殼分別固定在試驗(yàn)車臺(tái)上，排氣機(jī)匣501為壓氣機(jī)試驗(yàn)件的一部分，通過(guò)螺栓固定在壓氣機(jī)試驗(yàn)件上。壓氣機(jī)試驗(yàn)件靠近柔性連接件401 —端設(shè)有排氣機(jī)匣501，所述排氣機(jī)匣501內(nèi)部設(shè)有喉道502，喉道502由周向均布的支板式結(jié)構(gòu)構(gòu)成;所述排氣機(jī)匣501遠(yuǎn)離柔性連接件401的一端設(shè)有排氣旁路出口 601;所述排氣旁路出口 601設(shè)有開(kāi)關(guān)控制閥門。
[0031 ]本發(fā)明實(shí)施例中，壓氣機(jī)試驗(yàn)件喉道面積為2700mm2，喉道面積支板數(shù)為20個(gè)，周向均布在排氣機(jī)匣501內(nèi)，支板所在半徑170?180mm，排氣旁路出口有5~7處，每個(gè)排氣旁路出口面積相同均為240?280 mm2，各處排氣旁路出口引出后匯于I處，采用I個(gè)閥門控制旁路的開(kāi)關(guān)。
[0032]若試驗(yàn)件與排氣蝸殼301通過(guò)剛性較大的零件連接，兩者之間過(guò)約束的技術(shù)問(wèn)題解決得不夠徹底。因此兩者之間采用薄壁、剛性弱的柔性連接件401連接?？筛玫胤乐惯B接件兩端的壓氣機(jī)試驗(yàn)件與試車臺(tái)排氣結(jié)構(gòu)之間產(chǎn)生過(guò)約束，并且擴(kuò)大了壓氣機(jī)試驗(yàn)件與排氣蝸殼間安裝的選擇性，大大減小了安裝難度。
[0033]在壓氣機(jī)試驗(yàn)件與排氣蝸殼之間設(shè)置柔性結(jié)構(gòu)，可以很好地解決因壓氣機(jī)試驗(yàn)件與排氣蝸殼各自固定引起兩者之間的過(guò)約束問(wèn)題。壓氣機(jī)試驗(yàn)件若采用常規(guī)的方法通過(guò)逐步關(guān)閉排氣蝸殼出口的閥門進(jìn)行逼喘試驗(yàn)時(shí)，試驗(yàn)件排氣蝸殼上游零件的內(nèi)部壓力會(huì)急劇增大，柔性連接件處于排氣蝸殼上游，可能會(huì)存在因內(nèi)部壓力過(guò)高而出現(xiàn)破裂的風(fēng)險(xiǎn)，一定程度上影響試驗(yàn)安全。為避免壓氣機(jī)試驗(yàn)件、排氣蝸殼之間的柔性連接件存在因內(nèi)部壓力過(guò)高而出現(xiàn)破裂的風(fēng)險(xiǎn)，本發(fā)明對(duì)壓氣機(jī)試驗(yàn)件的結(jié)構(gòu)進(jìn)一步科學(xué)優(yōu)化，在所述壓氣機(jī)試驗(yàn)件的一端靠近柔性連接件處設(shè)置有喉道，喉道為限流結(jié)構(gòu);排氣機(jī)匣遠(yuǎn)離柔性連接件的一端設(shè)有排氣旁路出口，排氣旁路出口可以通過(guò)閥門進(jìn)行開(kāi)關(guān)?；谛碌慕Y(jié)構(gòu)，壓氣機(jī)試驗(yàn)件在進(jìn)行逼喘試驗(yàn)時(shí)，通過(guò)逐漸步關(guān)閉或減小排氣旁路出口，使試驗(yàn)件出口背壓升高，試驗(yàn)件內(nèi)部，喉道靠近壓氣機(jī)試驗(yàn)件一端的零件內(nèi)部壓力，較逼喘試驗(yàn)前逐漸升高;喉道靠近柔性連接件一端的零件內(nèi)部壓力，較逼喘試驗(yàn)前變化不大；即柔性連接件內(nèi)部的壓力一直處于安全值，很好地避免柔性連接件的破裂風(fēng)險(xiǎn)，保證逼喘試驗(yàn)的安全。
[0034]在柔性連接件401與試驗(yàn)件連接處設(shè)置了限流的支板式結(jié)構(gòu)，阻礙氣流，在逼喘實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，通過(guò)逐步關(guān)閉或關(guān)小排氣旁路出口601，使試驗(yàn)件的內(nèi)部的出口背壓逐步升高，而柔性連接件與排氣蝸殼301處零件內(nèi)部壓力與逼喘實(shí)驗(yàn)前變化不大，柔性連接件一直處于安全范圍內(nèi)，不會(huì)有破裂的風(fēng)險(xiǎn)。增加了逼喘試驗(yàn)過(guò)程的安全性。
[0035]本發(fā)明結(jié)構(gòu)經(jīng)過(guò)實(shí)際分析及試驗(yàn)檢驗(yàn)，可以很好地解決本領(lǐng)域壓氣機(jī)試驗(yàn)件的問(wèn)題，可以應(yīng)用于其他試驗(yàn)件。
[0036]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的包含范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種壓氣機(jī)試驗(yàn)件，所述壓氣機(jī)試驗(yàn)件與排氣蝸殼結(jié)構(gòu)連接，其特征在于，所述壓氣機(jī)試驗(yàn)件與排氣蝸殼結(jié)構(gòu)分別固定，并通過(guò)連接件連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述壓氣機(jī)試驗(yàn)件，其特征在于，所述連接件為柔性連接件。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述壓氣機(jī)試驗(yàn)件，其特征在于，所述壓氣機(jī)試驗(yàn)件的一端靠近連接件處設(shè)有喉道，所述喉道為限流結(jié)構(gòu)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述壓氣機(jī)試驗(yàn)件，其特征在于，在所述壓氣機(jī)試驗(yàn)件的一端靠近連接件處設(shè)有排氣機(jī)匣，所述排氣機(jī)匣內(nèi)部設(shè)有喉道，喉道為限流結(jié)構(gòu)。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述壓氣機(jī)試驗(yàn)件，其特征在于，所述排氣機(jī)匣遠(yuǎn)離柔性連接件的一端設(shè)有排氣旁路出口 ；所述排氣旁路出口設(shè)有開(kāi)關(guān)控制閥門；所述排氣旁路出口的數(shù)量為至少一個(gè)。6.根據(jù)權(quán)利要求3、4或5所述壓氣機(jī)試驗(yàn)件，其特征在于，所述喉道為葉片式、支板式或限流板式。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述壓氣機(jī)試驗(yàn)件，其特征在于，所述排氣旁路出口在壓氣機(jī)試驗(yàn)件遠(yuǎn)離出口參數(shù)測(cè)量點(diǎn)的位置上。8.根據(jù)權(quán)利要求5所述壓氣機(jī)試驗(yàn)件，其特征在于，所述開(kāi)關(guān)控制閥門由試驗(yàn)件上的排氣旁路出口處引出。9.一種使用權(quán)利I?8的任意一項(xiàng)所述壓氣機(jī)試驗(yàn)件的逼喘方法，其特征在于，壓氣機(jī)試驗(yàn)件需要逼喘時(shí)，通過(guò)逐漸關(guān)閉排氣旁路出口的開(kāi)關(guān)控制閥門，使壓氣機(jī)試驗(yàn)件出口背壓逐漸升高，直至喘振;采集試驗(yàn)數(shù)據(jù)后，將排氣旁路出口打開(kāi)，使壓氣機(jī)退出喘振。
【文檔編號(hào)】G01M15/02GK106053082SQ201610372486
【公開(kāi)日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年5月31日
【發(fā)明人】閆曉攀, 史善廣, 謝超
【申請(qǐng)人】中國(guó)航空動(dòng)力機(jī)械研究所