[发明专利]一种压气机测试结构

说明书

本发明提供了一种压气机测试结构。所述结构主体为转子机匣，实现了与进气锥和静子机匣的连接，同时由于激励器安装环与所述转子机匣是分离设置，能够灵活地调整激励器安装环与所述转子机匣的相对位置，从而实现了对激励器位置的调整，而激励器安装环与所述转子机匣是分离设计，还能够根据不同的需求，实施对激励器安装环的更换从而改变激励器的安装角度，激励器数量等。本发明的激励器安装环上还设置有用于与激励器和/或挡板固定连接的激励器安装槽，能够在不更改激励器安装环的条件下，将挡板与激励器配合，形成具有不同激励器数量的测试，进一步降低成本及试验周期。

技术领域

本发明属于航空燃气轮机领域，尤其涉及一种航空燃气涡轮发动机内主动控制扩稳措施的测量方法及结构。具体地本发明涉及一种基于高频振荡射流器的主动扩稳测试结构的设计方案，主要用于定量研究多参变量下主动射流式振荡器对航空压气机的扩稳能力及发生机制。

背景技术

风扇/压气机是航空发动机/燃气涡轮发动机的主要部件之一，高性能风扇和轴流压气机的研制一直是现代航空发动机/燃气涡轮发动机设计中的关键问题。然而，在压气机设计中追求高压比，意味着更高的叶尖切向速度、更大的气流转弯角和更小的叶片展弦比，这些都会增加压气机内部的流动损失，从而影响压气机的效率与稳定工作裕度。这就引出压气机研制中的一组关键矛盾，压气机在保证高速、高压比的条件下还要保证高的工作稳定性和足够宽广的失速裕度。而这对矛盾的解决措施就是采取流动控制方法。

流动控制方法主要包括被动流动控制技术及主动流动控制技术。被动流动控制技术作用的有效范围有限，存在工作期间无法根据实际工况进行调节的缺陷，控制效果容易受流动状态变化的影响，且在非设计状态下会带来额外的附加阻力，降低原有的气动性能。与被动控制相比，主动流动控制是通过辅助能量引入流动的控制方法，它是在流动环境中直接注入合适的扰动，使其与系统内流动发生某种相互作用达到控制目的，其控制特性可根据实际情况进行自适应调节控制。主动流动控制需要引入外界扰动和能量注入，与稳态吹气/吸气方法相比，基于周期性非稳态激励的主动流动控制方法效率更高，以附加动量系数来计算，其效率可以提升两个数量级，这在各种领域内的应用研究中都得到了验证。这些周期性非稳态的扰动由各种激励器产生，比较典型的激励器有合成射流激励器，等离子体激励器，流体振荡器等等。但是航空发动机内的工作条件恶劣，对所有零部件的可靠性要求极高，使用非稳态流动控制的难点就在于缺乏结构简单、可靠性高的激励器。

流体振荡器是一种在入口输入给定压力气源，在出口产生周期性振荡射流的主动控制装置。由于其无可移动部件、结构简单、出口设流动量大、自激振荡、自激维持等优点，极大地引起了研究人员的兴趣。其设计要点主要有两个：一是康达效应，即流体的附壁效应；二是反馈通道，即流体附着在一侧壁面时，部分流体从出口流出，另一部分流体会沿着反馈通道流回出口，在反馈通道中回流的流体作用下，会使主流与壁面之间产生一个分离包，分离包会迫使主流流向另外一侧壁面移动，直到附着于另一侧壁面。这两个要点使得混合腔内的主流来回附着于两侧壁面，从而产生出口周期性振荡的射流。目前主要应用于控制机翼边界层分离、提升飞机升力、燃烧室中混合增强、燃气轮机叶片气模冷却、噪音抑制等方面。