[实用新型]高温高速防钛火材料特性测试试验机

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种防钛火材料特性测试试验设备，尤其涉及一种高温高速防钛火材料特性测试试验机。 

背景技术

作为先进战斗机的动力装置，要达到高单位推力、不加力超声速巡航、提供矢量推力的飞机非常规机动能力要求，高推重比（推力重量比10左右）是发动机达到设计要求的一个关键技术指标。而要发动机整机设计达到推重比10一级的技术要求，关键制约因素之一是结构重量；民用发动机也要求有低的重量，重量越低，飞机耗油率就越低，飞机使用成本也就随之下降。 

钛合金由于具有高的比强度、抗蚀性和耐热性等优异性能而在航空发动机工业中获得了广泛应用。目前，世界上大约3/4钛合金用于航空航天和军工产品。我国先进战机的动力装置，也不可避免地采用了大量的钛合金，其中压气机部件的大部分零件就采用了钛合金材料。但是，钛及普通钛合金存在致命的持续燃烧敏感问题，有容易着火燃烧的特性，会导致钛火故障。着火的原因是：在没有封严涂层或是机匣上的封严涂层磨穿情况下，叶片与机匣摩擦而着火。 

现今先进的发动机要求更高的推力，更轻的重量，发动机核心机高压压气机的温度、压力、气流速度也就更高，转、静子间隙更小，发生钛火的可能性也就越大。 

目前，在防钛火设计技术研究方面，为了降低钛合金燃烧的几率，降低钛合金燃烧的损毁，国内外根据已取得的研究成果，研究了多种防钛火设计技术： 

如：在发动机设计方面，转、静子部件由钛-钛结构改为钛-钢结构；在钛合金表面涂覆阻燃涂层；增加转子叶尖与机匣的间隙，等等。 

针对航空发动机防钛火的研究衍生出多种试验方法及相关设备：如早期的美国小型风洞钛火试验研究平台，俄国的钛火燃烧特性测试装置等。但是它们的共同不足是与实际工况的高温高速、大气流压力、高气流量刮擦还有很大距离。 

有研究表明，当刮擦线速度逐渐提高时，阻燃材料的阻燃机理会逐渐地转变，特别在刮擦线速度超过100m/s时，而现有试验设备不能良好地模拟实际装置零件运行环境下 的刮擦特性。 

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种能有效覆盖真实工况下钛火故障测试的高温高速防钛火材料特性测试试验机。 

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的： 

本实用新型的高温高速防钛火材料特性测试试验机，包括试验台基座、驱动部分、微进给机构、调压试验舱、润滑部分、模拟叶盘部分、气体加热器及控制部分； 

所述试验台基座包含驱动部分基座和微进给机构基座； 

所述模拟叶盘部分包括轮盘，所述轮盘的边缘部位设有模拟叶片，所述轮盘的边缘部位与所述模拟叶片相对的一侧设有叶片配重； 

所述微进给机构包括精密丝杠传动部分，试样工装连接在所述精密丝杠传动部分，所述试样工装的夹持端正对所述轮盘的边缘部位； 

所述模拟叶盘部分置于所述调压试验舱内，所述气体加热器的出气口与所述调压试验舱的进气口连接，所述调压试验舱的进气口正对刮擦试验位置。 

由上述本实用新型提供的技术方案可以看出，本实用新型实施例中提供的高温高速防钛火材料特性测试试验机，可以模拟真实工况下的对磨和刮擦，较好地用于钛合金钛火故障的机理，阻燃钛合金阻燃机理及合金元素作用机理，阻燃涂层的作用机理，材料阻燃条件下的高温强度研究和阻燃性能评价方法的研究。刮擦线速度在0～350m/s范围内，调压仓内压力调节范围0～5MPa，调压仓空气流量调节0～10kg/s，刮擦温度环境在0～800℃范围内，刮擦碰摩入侵速率在1.5μm～2250μm范围；能有效覆盖真实工况下钛火故障测试。 

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的高温高速防钛火材料性能测试试验机的结构示意图； 

图2为图1的放大示意图； 

图3为本实用新型实施例中气体加热器的结构示意图； 

图4为本实用新型实施例中控制部分的结构示意图； 

图5为本实用新型实施例一中驱动部分的结构示意图； 

图6为本实用新型实施例二中驱动部分的结构示意图； 

图7为本实用新型实施例中模拟叶片-对磨刮擦试样刮削示意图。