[发明专利]一种航空发动机进口砂尘浓度控制装置及其设计方法在审

专利信息
申请号: 202310107977.2 申请日: 2023-02-07
公开(公告)号: CN116202778A 公开(公告)日: 2023-06-02
发明(设计)人: 苗华兵;范泽兵;刘兵;彭永骢;张世维;王衡;王飞飞;唐楠 申请(专利权)人: 中国航发四川燃气涡轮研究院
主分类号: G01M15/14 分类号: G01M15/14;F02C7/052
代理公司: 北京清大紫荆知识产权代理有限公司 11718 代理人: 秦亚群
地址: 610500 四川*** 国省代码: 四川;51
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摘要:
搜索关键词: 一种 航空发动机 进口 浓度 控制 装置 及其 设计 方法
【说明书】:

本申请提供了一种航空发动机进口砂尘浓度控制装置及其设计方法属于航空发动机吞咽试验技术领域,砂尘浓度控制装置,包括:砂筒;砂尘汇流组件,顶端连接砂筒的底部,底部设有出砂口;砂尘流量计量组件,包括转轴、拨片和排砂管,转轴穿过砂筒顶壁,转轴的底端在砂筒内连接拨片,排砂管的顶端连接拨片,排砂管中空设置,排砂管顶端的侧壁上设有排砂口,拨片和排砂管位于砂筒内部,排砂管从砂筒的底部伸出进入砂尘汇流组件的顶端;砂尘流量控制组件,输出端在砂筒外连接转轴的顶端,驱动转轴相对砂筒升降,且驱动转轴绕轴心转动。通过本申请的处理方案,计量进口砂尘流量,保证发动机吞砂试验时进口砂尘浓度的准确性。

技术领域

本申请涉及航空发动机吞咽试验的领域,尤其是涉及一种航空发动机进口砂尘浓度控制装置及其设计方法。

背景技术

军用飞机在沙漠、浓烟浓雾等环境比较恶劣的地区执行任务时,发动机往往会吸入由风、飞机尾迹扬起或漂浮于空气中的砂粒和灰尘颗粒。砂粒和灰尘颗粒具有强烈的磨蚀性,可使发动机风扇、压气机转子和静子叶片薄的尾缘和尖部磨蚀,降低风扇、压气机的工作效率和结构强度,小砂粒融化并附着于涡轮叶片表面,进而影响涡轮工作效率。砂尘环境也会使发动机燃油消耗率和维护成本增加,实际使用寿命大大降低。

为了确定发动机吞咽砂尘后的工作能力,世界各国纷纷开展相关研究。早在20世纪80年代,美国GE公司就根据《发动机叶片材料耐砂蚀性测试规范》(MIL-STD-3033)完成了TF34和CF6发动机吞砂试验,英国罗·罗公司根据NATO标准完成了奥林巴斯593发动机吞砂试验,俄罗斯也根据GOST相应标准完成了TB2-117发动机吞砂试验,很好的获取了航空发动机抗砂尘能力,并以此为依据指导了航空发动机的设计和制造,取得了良好的效果。

吞砂试验的成败制约着装备该型发动机的飞机是否具备在沙漠、浓烟浓雾等环境比较恶劣地区部署与执勤的能力。我国《航空涡轮喷气和涡轮风扇发动机通用规范》(GJB241A-2010)和《航空涡轮螺桨和涡轮轴发动机通用规范》(GJB 242A-2018)把吞砂试验作为新型航空发动机状态鉴定的重要试验项目之一,《航空涡喷涡扇发动机吞砂试验要求》(GJB2026-94)也对发动机吞砂试验时的进口砂尘浓度做出了规定。

现有的技术手段在发动机吞咽砂尘时无法直接测量发动机进口砂尘浓度。

发明内容

有鉴于此,本申请提供一种航空发动机进口砂尘浓度控制装置及其设计方法,采用间接计算的方法解决发动机吞砂试验时无法直接测量进口砂尘浓度的问题,保证发动机吞砂试验时进口砂尘浓度的准确性。

一方面,本申请提供的一种航空发动机进口砂尘浓度控制装置采用如下的技术方案:

一种航空发动机进口砂尘浓度控制装置,包括:

砂筒,储存有砂尘;

砂尘汇流组件,顶端连接所述砂筒的底部,底部设有出砂口;

砂尘流量计量组件,包括转轴、拨片和排砂管,所述转轴穿过所述砂筒顶壁,所述转轴的底端在砂筒内连接拨片,所述排砂管的顶端连接拨片,所述排砂管中空设置,所述排砂管顶端的侧壁上设有排砂口,所述拨片和排砂管位于砂筒内部,所述排砂管从所述砂筒的底部伸出进入砂尘汇流组件的顶端;

砂尘流量控制组件,输出端在砂筒外连接转轴的顶端,驱动所述转轴相对砂筒升降,且驱动转轴绕轴心转动。

可选的,所述砂筒的顶壁设有供转轴穿过的第一安装孔,所述转轴外壁和第一安装孔的内壁密封连接,所述砂筒的底壁上设有供排砂管伸出的第二安装孔,所述排砂管外壁和第二安装孔的内壁密封连接,所述砂筒的顶壁上设有与砂筒内部连通的供气接头,所述砂筒底壁设有与砂筒内部连通的漏砂接头,所述砂筒的侧壁上设有观察窗,所述砂筒的顶壁上设有次流引射空气压力测点。

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