[发明专利]发动机吸雨试验装置及其试验方法

说明书

本发明公开了一种发动机吸雨试验装置及其试验方法，包括：飞轮，测功器，测扭器，支撑台，环形进气道；环形进气道的气体进口端设有模拟进气蜗壳以实现圆形进气和环形出气的气流装置，气流装置的气体入口端设有喷水装置，喷水装置用于喷出液态水滴并使喷出的液态水滴随进气气流进入气流装置内，进而流经环形进气道并达到涡轴发动机内，喷水装置内部设有涡流器。本发明的发动机吸雨试验装置，气流装置将环形进气演变为圆形进气方式，避免环形进气道对液态水滴在进气道平面上均匀覆盖的不利影响。喷水装置内部设有涡流器，进入喷水装置内部的液体水滴经过涡流器撞击后，实现小流量、大粒径的喷流特性，符合涡轴发动机吸雨流量的范围值。

技术领域

本发明涉及涡轴发动机领域，特别地，涉及一种发动机吸雨试验装置。此外，本发明还涉及一种包括上述发动机吸雨试验装置的试验方法。

背景技术

直升机因其可以实现垂直起降、空中悬停，具有其他飞行器不可替代的优点，在军民用领域都得到了广泛使用。直升机在雨天飞行时，发动机可能吸入大量的雨水，会使发动机机匣受冷收缩，导致机匣与转子叶尖间隙变小，产生刮碰损害发动机。另外吸入雨水后改变压气机的工作状态，还可能导致失速、喘振、熄火等异常现象，对直升机的飞行安全有很大影响，尤其是在慢车状态下，发动机空气流量较小，雨水占空气流量的百分比较大，更易引起发动机熄火。为了保证发动机在雨天能够可靠运行，不会对发动机的工作产生不利影响，需要进行航空发动机适航吸雨试验，并规定雨滴流量与空气流量的总重量比至少为4％，且吸入的雨滴在发动机进气道平面上均匀分布。目前，国内民用航空发动机适航吸雨试验符合性验证技术的公开资料较少，技术成熟度不高。因此，研制满足适航规章要求的吸雨试验装置是民用航空发动机适航吸雨试验符合性验证工作的关键。

发明内容

本发明提供了一种发动机吸雨试验装置及其试验方法，以解决现有的吸雨试验装置制备的雨滴直径较小、分散不均无法满足航空发动机适航吸雨试验的要求的技术问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种发动机吸雨试验装置，用于涡轴发动机的适航吸雨试验，包括：用于模拟涡轴发动机的旋翼的转动惯量的飞轮，处于飞轮的输入端以测量涡轴发动机的功率的测功器，处于测功器的输人端并与涡轴发动机的动力输出轴连接以测量涡轴发动机的扭矩的测扭器，用于涡轴发动机轴向安装布设的支撑台，处于涡轴发动机的动力输出端并与涡轴发动机同轴布设以对涡轴发动机提供进气的环形进气道，环形进气道安装在支撑台上；环形进气道的气体进口端设有模拟进气蜗壳以实现圆形进气和环形出气的气流装置，气流装置的气体入口端设有喷水装置，喷水装置用于喷出液态水滴并使喷出的液态水滴随进气气流进入气流装置内，进而流经环形进气道并达到涡轴发动机内，喷水装置内部设有用于增加液态水滴粒径的涡流器；飞轮、测功器、测扭器、环形进气道和涡轴发动机同轴布设。

进一步地，气流装置处于环形进气道前端并沿环形进气道的轴向向上的倾斜方向延伸的圆柱形气流通道；圆柱形气流通道的进气端为圆形端口，圆柱形气流通道的出气端为圆环端口，圆环端口与环形进气道的结构相匹配。

进一步地，圆柱形气流通道包括沿轴向连接的第一基体和第二基体，第一基体为中空的圆柱管体，第二基体的固定端设置为与第一基体的固定端相匹配的圆形管端，第二基体的自由端设置为圆环管端，第二基体为由圆形管端向圆环管端渐变的渐变形结构，第二基体的中部的下方向内凹陷并与圆环管端的内环腔连通以构成用于测扭器与涡轴发动机连通的通腔；环形进气道的自由端与第二基体的圆环管端形成同心圆环。

进一步地，喷水装置包括涡流室，涡流室的侧壁设有用于引导流体进入涡流室内的进水口，涡流室的下游端设有用于流体从涡流室喷出的喷水口，进水口处设有用于引导流体沿涡流室的切向进入涡流室内的第一通路，喷水口处设有用于引导流体沿涡流室的轴向从涡流室向喷水口运动的第二通路，涡流室的上游端设有用于改变沿切向进入的流体的流动方向并在涡流室内形成涡流以降低流体的压力和流速的涡流器。

进一步地，涡流器采用扇形叶片式涡流器；进水口的第一通路与喷水口的第二通路在空间上垂直布设。