[发明专利]一种航空发动机对转双转子动力学特性实验平台

说明书

本发明涉及一种航空发动机对转双转子动力学特性实验平台，可实现在弹性支承、挤压油膜阻尼器、密封气流激振等耦合边界条件下对转双转子动力学特性、机匣动力学特性的实验研究。该实验平台由对转双转子实验台本体、高压空气系统、滑油系统、测控系统组成。对转双转子实验台本体为实验平台的核心部分，包含第一驱动电机，第二驱动电机，第一联轴器，第二联轴器，高压转子，低压转子，高压转子机匣，中间机匣，低压转子机匣，高压涡轮，低压涡轮，高压转子轴承，低压转子轴承，中介轴承，高压转子轴承弹性支承，低压转子轴承弹性支承。高、低压转子分别由第一、第二驱动电机驱动，转动方向相反。

技术领域

本发明涉及一种航空发动机动力学特性实验装置，特别涉及一种航空发动机对转双转子动力学特性实验平台。

背景技术

近年来对航空发动机性能要求不断提高，发动机零部件载荷大幅度增加，导致发动机振动问题异常突出。旋转轴系作为发动机热功转换的重要部件，同时也是发动机的主要运动部件，其安全稳定运行对提高发动机稳定性具有重要意义。

对转涡轮可以实现取消部分低压叶片进口导叶，减轻结构质量，缩短转轴轴向长度，提高涡轮的气动效率。同时，通过采用对转转子轴系，可以使双转子部分陀螺力矩相互抵消，大幅减小传递到发动机机匣上的合力矩，提高飞机性能。美国F119航空发动机即采用对转涡轮设计。目前，我国对对转双转子轴系动力学特性的研究仍然不足。

航空发动机对转双转子动力学特性的研究需要实验平台的支撑，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转子动力学实验台，少数为双转子实验装置。现有航空发动机双转子实验平台均为同转双转子平台，且已有密封实验平台均为单转子、单密封结构下密封特性、转子动力学特性实验平台。采用上述实验装置进行动力学特性实验，必然不能反映航空发动机对转双转子动力学行为特性。

由于对转双转子反向旋转，造成中介轴承内、外环相对转速大，转子密封部件相对线速度大，密封气流流场特性复杂，最终导致转子激振力与同转双转子相比具有较大差异性。基于同转双转子动力学特性的研究成果已不能适用于对转双转子特性的研究需要。

发明内容

针对现有技术的上述缺陷和不足，本发明的目的在于提供一种航空发动机对转双转子动力学特性实验平台，可实现在弹性支承、挤压油膜阻尼器、密封气流激振等耦合边界条件下对转双转子动力学特性、机匣动力学特性的实验研究，为航空发动机对转双转子轴系动力学行为分析及控制的研究提供硬件支撑。

本发明为解决其技术问题所采用的技术方案为：

一种航空发动机对转双转子动力学特性实验平台，包括一对转双转子实验台本体，其特征在于，

所述对转双转子实验台本体，包括实验台基座以及同轴布置在所述实验台基座上的高压转子机匣、中间机匣和低压转子机匣，其中，

所述中间机匣的一端通过法兰与所述高压转子机匣紧固密封连接，所述中间机匣的另一端通过法兰与所述低压转子机匣紧固密封连接，

所述高压转子机匣的内壁上沿轴向布置有若干排高压转轴承力支板，每排高压转轴承力支板包括沿周向均匀布置的若干高压转轴承力支板，每排高压转轴承力支板的中心处焊接固定一轴承座，每一轴承座内固定设置一高压转子弹性支承，每一高压转子弹性支承内布置一高压转子轴承，

所述高压转子机匣的中心处布置一高压转子，所述高压转子由各所述高压转子轴承支承，所述高压转子的驱动端通过一第一联轴器与布置在所述高压转子机匣外部的一第一驱动电机连接，所述高压转子的非驱动端延伸入所述中间机匣内且在所述高压转子的非驱动端固定设置一高压涡轮，

所述低压转子机匣的内壁上沿轴向布置有若干排低压转轴承力支板，每排低压转轴承力支板包括沿周向均匀布置的若干低压转轴承力支板，每排低压转轴承力支板的中心处焊接固定一轴承座，每一轴承座内固定设置一低压转子弹性支承，每一低压转子弹性支承内布置一低压转子轴承，