[发明专利]基础运动航空发动机双转子系统模型实验台

说明书

技术领域

本发明属于航空发动机技术领域，特别是涉及一种由提供基础运动的两轴基础转台与航空发动机双转子模型实验台组成的综合型动力学实验装置。

背景技术

目前科研机构采用的转子系统动力学实验装置大多数为单跨度或多跨度（串联式和平行式）的单转子动力学实验台，少数为双转子实验装置，所有的转子动力学实验台均没有考虑基础运动的因素，采用此类实验装置进行动力学实验，必然不能反映航空发动机在机动飞行条件下高低压双转子系统的动力学真实情况。

对于任何一种旋转机械的动力学实验装置而言，必须尽量满足结构相似、运动学相似和动力学相似的原则。为了更真实地开展航空发动机转子系统的动力学特性实验，针对基础运动的航空发动机高低压双转子系统的结构特点，有必要设计制造一种能够真实反映其动力学特性的实验装置。

发明内容

在航空发动机的高低压双转子系统动力学研究中，为了克服现有转子系统实验装置功能单一和不能有效模拟实际转子系统的缺点，本发明提供了一种基础运动航空发动机双转子系统模型实验台，本发明可有效模拟实际工况中航空发动机高低压双转子系统的动力学实验。

本发明满足“三相似”原则：在结构上，可以模拟航空发动机高低压双转子系统，并且转子系统安装在能够进行两自由度转动的基础上，这样就最大程度地弥补了由于结构形式不同而引起的实验失真问题；在运动学方面，内外转子可模拟实际航空发动机低压、高压转子同向、反向转动，基础转台能够模拟飞行器机动飞行时的姿态变换过程，提供转子系统基础的匀速、匀加速、正弦运动，从而进行单姿态或组合姿态的变化，在转子系统运动以及基础转台的运动模拟方面，实现了与实际航空发动机转子系统的最大相似；在动力学方面，可按照需求进行双转子模型实验台转子的转速、转子系统的支承刚度、支承阻尼等参数和基础转台位置、速度、加速度等参数的控制。最终模拟航空发动机转子系统在机动飞行条件下工作的真实工况。

设计并开发了基础运动航空发动机双转子模型实验台。实验台具备多种功能，能够真实地模拟航空发动机转子系统在偏航、俯仰、横滚、偏航和俯仰耦合、偏航和横滚耦合等机动飞行条件下的实际工况，并能够对各种姿态运动进行精确的控制；双转子结构能够实现高、低压转子同向、反向等速比转动，可在运动基础上开展一系列非线性（挤压油膜阻尼器非线性油膜力、滚珠轴承变刚度振动、滚动轴承非线性接触力等）动力学实验和故障（轴承故障、转静子碰磨等）实验；实验台具有很好的功能扩展的软硬件储备（基础运动路径控制，轴承模块扩展等）。利用此实验台可开展大量的实验工作，探索基础运动对转子系统动力学特性的影响，弥补了目前国内考虑基础运动条件下的转子动力学实验领域的空缺，为今后建立并发展一套完善的基础运动非线性转子动力学理论打下坚实的基础。