[发明专利]超跨音对转涡轮试验台

说明书

技术领域

本发明涉及一种对航空发动机的涡轮气动性能进行测量的试验台，更特别地说，是指一种超跨音对转涡轮试验台。

背景技术

高载荷、高效率、低噪音、大膨胀比是涡轮气动设计和研究的重要发展方向。采用高、低压涡轮对转新颖结构是有效提高涡轮效率、减轻涡轮部件重量的前沿核心技术之一。近年来，作为提高涡轮发动机推重比、降低耗油率及提高飞机整体性能的有效途径，对转涡轮技术越来越受到各国重视。在美国的“综合高性能涡轮发动机技术”和“先进可承受通用涡轮发动机”计划中，很多技术验证机都采用了对转涡轮方案，R.R.公司和GE公司已在相当一批发动机上采用了对转涡轮技术。分析及实用表明，该技术提高了涡轮的气动效率，大幅减少了冷却气需求，减轻了结构重量，缩短了涡轮端长度，特别是大大减少了飞机飞行时的陀螺力矩，提高了飞机的机动性能和飞行可靠性。因此，积极开展对转涡轮技术研究势在必行。

发明内容

本发明的目的是提供一种超跨音对转涡轮试验台，该试验台本体上设有高、低压涡轮两套轴系，分别安装在大、小两个平台上，每套轴系均由涡轮测功器、减速器及蜗壳等部件组成。小平台安装在大平台上，可沿大平台上的轴向导轨移动，保证两轴系的同心度要求和便于试验件的安装。该试验台是一个高性能多功能综合连续式供气对转涡轮试验台，可进行轴流、径流、冲压等各种流型的涡轮性能试验；它既可以做单转子涡轮也可以做双转子涡轮试验；双转子涡轮试验既可是两同向旋转涡轮，也可是两反向旋转涡轮，还可是无导叶的对转涡轮；另外，它还可以做多级涡轮及环形叶栅等试验，特别是为对转新概念涡轮的气动特征研究与试验验证提供了条件。

本发明的一种超跨音对转涡轮试验台，其包括有试验台本体、压缩气源分系统、加温分系统、滑油分系统、水冷分系统、电气控制分系统和数据采集分析分系统，试验件安装在试验台本体上。本发明主要通过试验台本体与多个分系统进行连接，从而获得多个分系统为试验台本体供给气源、水源等。本发明的试验台本体包括有大平台、小平台、高压涡轮测功器、低压涡轮测功器、A叠片联轴器、B叠片联轴器、A减速器、B减速器、A联轴器、B联轴器、进气蜗壳和排气蜗壳。

大平台上设有第一U形座、第一支撑座、进气蜗壳支座、丝杠和轴向导轨，第一U形座与排气蜗壳支座之间是第一支撑座。第一U形座上安装有高压涡轮测功器。第一支撑座上安装有A减速器。进气蜗壳支座上安装有进气蜗壳。

小平台上设有第二U形座、第二支撑座和排气蜗壳支座，第二U形座与排气蜗壳支座之间是第二支撑座。第二U形座上安装有低压涡轮测功器。第二支撑座上安装有B减速器。排气蜗壳支座上安装有排气蜗壳。

试验件的高压涡轮轴端连接在A联轴器的一端上，A联轴器的另一端连接在A减速器的输入轴端，A减速器的输出轴端与A叠片联轴器的一端连接，A叠片联轴器的另一端连接在高压涡轮测功器的转动轴上。高压涡轮测功器安装在大平台的第一U形座上，A减速器安装在大平台的第一支撑座上。进气蜗壳的进气口与进气管路连接，进气蜗壳的排气口与试验件连接。

试验件的低压涡轮轴端连接在B联轴器的一端上，B联轴器的另一端连接在B减速器的输入轴端，B减速器的输出轴端与B叠片联轴器的一端连接，B叠片联轴器的另一端连接在低压涡轮测功器的转动轴上。低压涡轮测功器安装在小平台的第二U形座上，B减速器安装在小平台的第二支撑座上。排气蜗壳的进气口与试验件连接，排气蜗壳的排气口与排气管路连接。

本发明一种超跨音对转涡轮试验台的优点在于：

1.本试验台是一个高性能多功能的对转涡轮试验台，供气采用稳定的连续式供气方式，保证涡轮性能测试数据准确可靠。既可进行亚音涡轮性能测试，也能进行超音涡轮性能试验。可进行轴流、径流、冲压等多种类型涡轮的气动性能试验，它既可以做单转子涡轮也可以做双转子涡轮试验；双转子涡轮试验既可是两同向旋转涡轮，也可是两反向旋转涡轮，还可是无导叶的对转涡轮；另外，它还可以做多级涡轮及环形叶栅等试验，特别是为对转新概念涡轮的气动特征研究与试验验证提供了条件。

2.试验台本体设有高、低压涡轮两套轴系，每套轴系均由电涡流测功器、减速器及蜗壳等部件组成，试验时可同时测得高、低压涡轮转子的性能数据，这些性能数据包括如：涡轮在设计工况和非设计工况下的膨胀比、效率、折合流量及折合转速等。

3.本体部分结构上最大特点是设置了大、小平台，大平台上安装有高压涡轮轴系，小平台上安装有低压涡轮轴系。小平台安装在大平台上，可沿大平台上的轴向导轨移动，便于试验件的安装及保证高、低压涡轮转子同心度要求。