[发明专利]一种涡扇式航空发动机吞冰雹试验方法

说明书

本申请属于本申请属于燃机领域，特别涉及一种涡扇式航空发动机吞冰雹试验方法，制作棉絮含量为1％～4％的球形冰雹；采用所述球形冰雹按预设条件冲击涡扇式航空发动机的进气道的风扇叶片，并架设摄影设备拍摄所述风扇叶片；其中，所述进气道的长径比为1～1.5，光通量不低于100000lm；所述摄影设备拍摄帧率不低于1000；对所述风扇叶片涂非反光底漆；通过所述摄影设备获取风扇叶片受所述球形冰雹冲击影片，基于所述预设条件以及所述影片，通过冲击动力学分析软件建立所述风扇叶片模型；通过所述风扇叶片模型，确定对涡扇式航空发动机考核最苛刻的试验点，本申请通过对试验过程的摄影分析以及仿真分析，能够真实还原发动机吞冰试验时的真实数据。

技术领域

本申请属于燃机领域，特别涉及一种涡扇式航空发动机吞冰雹试验方法。

背景技术

发动机吞冰雹试验为型号状态鉴定试验重要组成部分，调查发现在一定的飞行速度和发动机功率或推力组合条件下，穿过发动机内部的冰雹浓度显著增加，所引起的摄入冰雹的增加会显著地引起发动机工作不稳定，如喘振、功率丢失、结构损伤和发动机熄火。为此，需设计一种合理可行的吞冰雹试验方案。

目前，三代机军用涡扇发动机吞冰雹试验技术研究相对空白，常规方法是通过吞冰后对发动机的性能进行试验，进而得出发动机的吞冰试验性能，以及通过实验过后发动机叶片的形变进行仿真验算。本发明的目的就是为了解决上述问题，提供一种涡扇式航空发动机吞冰雹试验方法，其优点在于：设备调试、冰雹制作方法合理可行，试验条件受控，试车方法简单有效，提高试验一次性成功率。

发明内容

为了解决上述问题，本申请提供了1、一种涡扇式航空发动机吞冰雹试验方法，包括：

制作棉絮含量为1％～4％的球形冰雹，增加1％～4％的棉絮能够使制作的冰雹能够更好的模拟出飞机在高空中遇到的冰雹强度，而且棉絮能够使冰雹更好的成型；

采用所述球形冰雹按预设条件冲击涡扇式航空发动机的进气道的风扇叶片，并架设摄影设备拍摄所述风扇叶片；其中，所述进气道的长径比为1～1.5，光通量不低于100000lm；所述摄影设备拍摄帧率不低于1000；对所述风扇叶片涂非反光底漆；

通过所述摄影设备获取风扇叶片受所述球形冰雹冲击影片，基于所述预设条件以及所述影片，通过冲击动力学分析软件建立所述风扇叶片模型；

通过所述风扇叶片模型，确定对涡扇式航空发动机考核最苛刻的试验点。

优选的是，所述球形冰雹通过发射系统提供动能并冲击所述风扇叶片，所述发射系统包括控制系统，炮管、弹壳、弹壳分离器、快速开启机构、气罐等组成，球形冰雹通过弹壳填装于炮管中，控制系统控制气罐给快速开启机构充入压缩空气，当所述快速开启机构内气压达到预设值时，控制系统控制所述快速开启机构动作，所述压缩空气进入炮管，对弹壳及球形冰雹加速，到达弹壳分离器后弹壳与球形冰雹分离，球形冰雹进入进气道。

优选的是，所述进气道的中轴线上具有轨道，所述轨道上架设有用于安装所述发射系统的台架，所述台架相对轨道滑移并能够锁定于轨道任意位置。

优选的是，所述发射系统在所述台架上具有自由度，所述自由度包括：竖直方向不低于60％所述进气道长度的自由度；水平方向不低于50％所述进气道长度的自由度。

优选的是，所述摄影设备架设位置包括所述进气道正前面、前侧面以及涡扇式航空发动机尾喷口方向。

优选的是，所述快速开启机构内气压达到预设值时，控制系统控制所述快速开启机构动作，所述预设值获取方法为：获取多个球形发射速度与对应的所述气压；通过仿真拟合出球形发射速度与气压关系函数；基于所述关系函数确定所述预设值。

优选的是，拆除所述进气道内非机载测试的受感部件，避免其余的部件对实验造成影响，并破坏实验装置。