[发明专利]一种空气涡轮起动机包容结构设计方法

摘要

本发明属于航空辅助动力领域，涉及一种空气涡轮起动机包容结构设计方法。所述方法步骤为：确定气流道间隙尺寸d；确定前端壳体挡板的厚度尺寸b；通过非线性有限元分析方法确定满足强度要求的包容环结构；确定腔体尺寸e；确定后端壳体厚度尺寸h；采用柔性连接方式对包容环进行固定。采用本发明可高效设计出合理可行的空气涡轮起动机包容结构，大幅度缩短设计周期、减小试验验证次数，降低研制成本，具有较高的实用价值。

主权项

1.一种空气涡轮起动机包容结构设计方法，其特征为所述方法步骤如下：1)确定气流道间隙尺寸d，用于描述气体流通面积：在进气压力和温度已定的条件下，计算出满足功率需求的气体流量，根据气体流量和流速的关系确定气体流通面积，气体流通面积与涡轮叶片流通面积的差值确定进气流道间隙流通面积，根据进气流道间隙流通面积确定进气流道间隙尺寸d；2)确定前端壳体挡板的厚度尺寸b，用来保证前端壳体挡板结构强度和消耗涡轮碎片初始能量的大小：在满足消耗涡轮碎片初始能量一定的条件下，保证厚度尺寸b最小；3)通过非线性有限元分析方法确定满足强度要求的包容环结构；4)确定腔体尺寸e，用来确保撞击变形后的包容环不挤压后端外壳体而造成后端外壳体损伤：通过非线性有限元分析确定三等分涡轮碎片在最大工作转速下撞击包容环后包容环的最大变形量，腔体尺寸e应大于包容环的最大变形量；5)确定后端壳体厚度尺寸h，用以保证起动机整体的结构强度：在满足后端壳体最大外径要求的条件下，通过强度分析，确定厚度尺寸h；6)采用柔性连接方式对包容环进行固定。