[发明专利]一种模拟叶片飞脱的突加不平衡施加装置

说明书

本发明涉及一种模拟叶片飞脱的突加不平衡施加装置，飞脱叶片与配重叶片通过叶片夹持系统安装在整体固定系统上，并保证配重叶片及飞脱叶片可随整体固定系统旋转；所述控制驱动系统安装在整体固定系统上，并可控制叶片夹持系统飞脱叶片处榫槽状态，从而对叶片飞脱进行控制。本发明使用枞树型榫槽对枞树型叶根进行固定，模拟航空飞行器发动机叶片的固定方式，具有较强的稳定性；采用预压弹簧作为驱动装置，叉形滑块运动一段距离后，预压驱动弹簧迅速沿导轨方向释放弹力，使叶片榫槽快速张开，实现叶片飞脱的迅速控制；叶片榫槽张开过程中零件间既无强烈碰撞，也无塑性变形，实现可以进行突加不平衡装置无损伤的重复实验。

技术领域

本发明属于航空发动机领域，涉及涡扇发动机风扇叶片以及航空发动机转子叶片突加不平衡实验装置，特别涉及一种模拟叶片飞脱的突加不平衡施加装置。

背景技术

近年来，随着现代技术工艺的不断进步，航空业发展迅速。对于航空飞行器而言，安全性是衡量其价值的重要指标，而航空发动机作为现代航空飞行器地重要组成结构，在航空飞行过程中起到动力驱动源的作用，不可避免地要重视其安全性问题。

在民用航空大涵道比发动机使用过程中，发动机若遭受外物(鸟击、石块、冰块等)撞击叶片，使发动机风扇叶片或发动机转子叶片发生断裂，发生发动机风扇叶片断裂飞脱(Fan Blade Off)或转子叶片断裂飞脱，可能导致出现发动机机匣非包容事件，对飞机的飞行安全造成致命的威胁。因此，提供一种可控、模拟效果良好的模拟叶片飞脱的突加不平衡施加装置具有重要的意义。

迄今为止，已有多种叶片的突加不平衡加载装置。在论文“Theoretical andexperimental investigation on the sudden unbalance and rub-impact in rotorsystem caused by blade off”(Mechanical Systems and Signal Processing 76-77(2016)111-135)中，施加突加不平衡的方法是在飞脱叶片旋转路径上伸出一个弹簧锤以打断飞脱叶片。该装置对实验结果的影响大，可重复性不好；在论文“叶片飞脱下转子动力学响应实验”(航空动力学报，2019，34(05)：1010-1019)中，利用离心力使弹性夹具变形的办法实现叶片飞脱，无法精确控制叶片发生动作时的转速。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中可控性差、可重复性不好，精度低的不足，本发明提出了一种航空发动机实验突加不平衡的加载装置。

本发明解决其技术问题是通过以下技术方案实现的：

一种模拟叶片飞脱的突加不平衡施加装置，其特征在于：包括整体固定单元、控制驱动单元及叶片夹持单元，所述控制驱动单元及叶片夹持单元安装在整体固定单元上，并可随整体固定单元一同旋转；所述控制驱动单元连接至叶片夹持单元并可控制叶片夹持单元中飞脱叶片处枞树型榫槽大小。

而且，所述整体固定单元包括底板及顶盖，所述底板为圆柱体状结构，所述顶盖为碗状结构；所述顶盖与底板通过法兰连接。

而且，所述的控制驱动单元包括驱动箱体、左斜三角导轨、右斜三角导轨、滑块状驱动块、驱动组合块、预压驱动弹簧及飞脱触发模块，所述驱动箱体前装入底板设置的槽中，左斜三角导轨安装在驱动箱体内部左侧边缘，右斜三角导轨安装在驱动箱体内部右侧边缘，所述滑块状驱动块底部设置有一斜三角状突起并与左斜三角导轨及右斜三角导轨组成的斜三角导轨配合，所述滑块状驱动块与驱动组合块通过螺钉固定连接，所述预压驱动弹簧连接驱动箱体及滑块状驱动块，预压驱动弹簧受到触发信号后，可使滑块状驱动块沿左斜三角导轨和右斜三角导轨组成的斜三角导轨做直线运动。

而且，所述预压驱动弹簧的个数为三个，且在飞脱前保持压缩状态。