一种用于航空发动机试验的外涵排气流量测量系统技术方案

本申请属于航空发动机试验技术领域，具体涉及一种用于航空发动机试验的外涵排气流量测量系统。该系统包括外涵气体收集装置(1)与气体流量测量装置(2)，外涵气体收集装置(1)包括具有环形通道的集气环(11)，沿集气环(11)周向设置有多个进气口，各进气口分别连接有进气管路(12)，所述集气环(11)还具有设置在出气口的出气锥段(14)；气体流量测量装置(2)包括室内管路与室外管路，室内管路的一端与所述出气锥段(14)连接，另一端通过穿墙段(21)连接所述室外管路，所述室外管路上设计有文丘里流量计(22)及均速管流量计(23)。本申请实现了发动机外涵气流量的测量。外涵气流量的测量。外涵气流量的测量。

【技术实现步骤摘要】
一种用于航空发动机试验的外涵排气流量测量系统


[0001]本申请属于航空发动机试验
，具体涉及一种用于航空发动机试验的外涵排气流量测量系统。

技术介绍

[0002]为了研究航空发动机内涵和发动机外涵气体流量的分配，验证航空发动机性能是否满足设计要求，需要对航空发动机外涵气体的流量进行精确测量。传统的航空发动机试验台能够满足航空发动机对进气的加温、加压需求，但是无法满足航空发动机外涵气的流量测量需求。
[0003]在压气机部件试验中目前可以实现该部分气体流量的测量，主要是通过安装于压气机部件外侧的环形集气装置对排气进行直接收集并采用经过校准的流量计进行测量来实现。但受制于发动机试验器的空间和安装形式的不同，该部件流量测量装置并不适用于发动机试验器。
[0004]航空发动机外涵气体流量测量相比于压气机部件的外涵流量测量的需求的差异主要体现为：
[0005]1、发动机外侧台架空间有限，且包含较多的测试引线、台架通油管路以及发动机外部附件，难以通过设置整环的气体收集装置直接将外涵气体收集起来，因此需要特别的流量收集装置保证同时满足功能和空间的需求；
[0006]2、由于发动机内涵和外涵气体流量的分配与排气的损失存在一定的关联性，影响航空发动机的工作状态，因此外涵气流量测量系统需要全程具有较小的气体流动损失以尽量降低气体流量测量装置对航空发动机保持正常工作状态的影响。
[0007]目前尚无较为成熟的航空发动机外涵气的流量测试技术方案，现有的压气机部件的外涵流量测量方案主要用于压气机部件试验中，虽然目的都是实现外涵气体流量测量，但由于压气机部件与航空发动机整机面临的工作条件、安装接口、布局空间以及调节方式的不同，该装置并不适用于航空发动机外涵气体的流量测量。

技术实现思路

[0008]为了解决上述问题，本申请提供了一种用于航空发动机试验的外涵排气流量测量系统，主要包括：
[0009]外涵气体收集装置，包括具有环形通道的集气环，所述集气环同轴固定在发动机后方，沿集气环周向设置有多个进气口，各进气口分别连接有进气管路，多个进气管路沿平行于发动机轴向的方向延伸到发动机外涵周向布置的机匣排气孔上方，并连接在所述机匣排气孔上，所述集气环还具有设置在出气口的出气锥段；
[0010]气体流量测量装置，包括室内管路与室外管路，所述室内管路的一端与所述出气锥段连接，另一端通过穿墙段连接所述室外管路，所述室外管路上设计有文丘里流量计及均速管流量计，所述室外管路的末端连接有排气消音管。
[0011]优选的是，所述集气环通过辅助支撑装置固定在试验台上，所述辅助支撑装置包括支撑平台及位于支撑平台上的左侧弧形支座、右侧弧形支座及两个斜梁，所述左侧弧形支座及右侧弧形支座分别在集气环的底端左右两侧通过弧形面支撑所述集气环，两个斜梁呈与竖直方向具有一定夹角的倾斜状支撑在集气环上方的后端，各方向均以沿轴向方向在后方观测发动机为参考。
[0012]优选的是，所述左侧弧形支座及右侧弧形支座中的至少一个在其底端固定有第一导向板，第一导向板具有垂直于集气环轴向方向开槽的第一条形槽，支撑平台上方固定有第一导向键，第一导向板安装在支撑平台上，并使所述第一导向键容纳在第一条形槽内，以使得第一导向板能够沿条形槽方向在支撑平台上滑动。
[0013]优选的是，所述斜梁的连接集气环的一端设置有第二导向板，第二导向板具有沿集气环径向方向开槽的第二条形槽，集气环的外壁固定有第二导向键，第二导向板安装在集气环的外壁上，并使所述第二导向键容纳在第二条形槽内，以使得集气环带动第二导向键在第二条形槽内滑动。
[0014]优选的是，所述集气环的圆形截面直径不断增大，出气口处的截面最大。
[0015]优选的是，所述集气环上方两侧设置有吊耳，通过吊耳对所述集气环进行搬运。
[0016]优选的是，所述集气环由上下两个半圆部分对接形成，对接处通过法兰盘连接，并通过至少两个定位销定位，对接处的法兰盘之间通过石棉密封垫片进行密封。
[0017]优选的是，所述集气环的各进气口通过变径段法兰盘连接对应的进气管路，所述变径段法兰盘连接进气管路的截面直径小于所述变径段法兰盘连接集气环的截面直接，所述变径段法兰盘焊接在所述集气环的进气口，并具有自进气口延伸至集气环的环形通道内的导流板，所述导流板被配置成将进气管路来的气流引导至与集气环的环形通道内的气流流向一致。
[0018]优选的是，所述集气环的出气锥段被配置成其排气出口方向与集气环的轴线相切。
[0019]优选的是，所述进气管路通过软连接接头连接在所述机匣排气孔上，机匣排气孔为长方形排气孔。
[0020]优选的是，所述软连接接头包括由玻纤布构成的软通道，玻纤布一端通过环形的上压板压接在进气管路的法兰盘上，玻纤布的另一端通过方形的下压板压接在发动机外涵的机匣排气孔上。
[0021]优选的是，所述玻纤布为带金属丝硅胶玻纤布。
[0022]优选的是，所述玻纤布为在玻璃纤维布的双面涂覆硅钛复合材料形成的硅钛耐高温防火布。
[0023]优选的是，所述硅钛耐高温防火布通过缝合形成方转圆的软通道，在缝合处形成压缝，压缝采用配套高温线缝制，并涂抹有防火阻燃高温密封胶进行紧固。
[0024]优选的是，上压板与进气管路的法兰盘之间通过石棉垫片密封，下压板与发动机外涵的机匣排气孔之间通过石棉垫片密封。
[0025]优选的是，机匣排气孔沿发动机外涵机匣的周向至少设置8个。
[0026]优选的是，所述室内管路包括复式弹性膨胀节及弯管转接段，所述复式弹性膨胀节的一端连接在所述出气锥段上，并相对于水平面向下倾斜15
°
延伸，复式弹性膨胀节的另
一端连接弯管转接段，所述弯管转接段用于将复式弹性膨胀节内向下倾斜的气流引导至水平。
[0027]优选的是，所述弯管转接段通过室内滑动支架支撑，所述室外管路通过至少两个室外滑动支架支撑。
[0028]优选的是，所述室内滑动支架及室外滑动之间均包括支架，支架上设置有沿管路轴向方向延伸的滑动槽，滑动槽内设置有聚四氟乙烯滑动板，聚四氟乙烯滑动板上连接有弧形支座，所述弧形支座具有适配连接管道外壁的弧形内陷。
[0029]优选的是，所述室外管路上在文丘里流量计及均速管流量计之后设置有电动调节蝶阀。
[0030]优选的是，所述排气消音管为管路结构，管路上开设有若干小孔，形成消音段，在排气消音管端部通过锥体进行封堵，各小孔面积之和为排气消音管横截面面积的3倍。
[0031]优选的是，所述锥体焊接在排气消音管端部，锥体具有伸入排气消音管内的锥头，锥体的圆锥角为120
°
。
附图说明
[0032]图1是航空发动机试验的外涵排气流量测量系统结构示意图。
[0033]图2是外涵气体收集装置的后视图。
[0034]图3是外涵气体收集装置的主视图。
[0035]图4是气体流量测量装置与外涵气体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于航空发动机试验的外涵排气流量测量系统，其特征在于，包括：外涵气体收集装置(1)，包括具有环形通道的集气环(11)，所述集气环(11)同轴固定在发动机后方，沿集气环(11)周向设置有多个进气口，各进气口分别连接有进气管路(12)，多个进气管路(12)沿平行于发动机轴向的方向延伸到发动机外涵周向布置的机匣排气孔上方，并连接在所述机匣排气孔上，所述集气环(11)还具有设置在出气口的出气锥段(14)；气体流量测量装置(2)，包括室内管路与室外管路，所述室内管路的一端与所述出气锥段(14)连接，另一端通过穿墙段(21)连接所述室外管路，所述室外管路上设计有文丘里流量计(22)及均速管流量计(23)，所述室外管路的末端连接有排气消音管(24)。2.如权利要求1所述的用于航空发动机试验的外涵排气流量测量系统，其特征在于，所述集气环(11)通过辅助支撑装置(15)固定在试验台上，所述辅助支撑装置(15)包括支撑平台(151)及位于支撑平台(151)上的左侧弧形支座(152)、右侧弧形支座(153)及两个斜梁(154)，所述左侧弧形支座(152)及右侧弧形支座(153)分别在集气环(11)的底端左右两侧通过弧形面支撑所述集气环(11)，两个斜梁(154)呈与竖直方向具有一定夹角的倾斜状支撑在集气环(11)上方的后端，各方向均以沿轴向方向在后方观测发动机为参考。3.如权利要求2所述的用于航空发动机试验的外涵排气流量测量系统，其特征在于，所述左侧弧形支座(152)及右侧弧形支座(153)中的至少一个在其底端固定有第一导向板(1521)，第一导向板(1521)具有垂直于集气环(11)轴向方向开槽的第一条形槽(1522)，支撑平台(151)上方固定有第一导向键(1523)，第一导向板(1521)安装在支撑平台(151)上，并使所述第一导向键(1523)容纳在第一条形槽(1522)内，以使得第一导向板(1521)能够沿条形槽方向在支撑平台(151)上滑动。4.如权利要求1所述的用于航空发动机试验的外涵排气流量测量系统，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：于之帅，武卉，方浩，庞彬，张海幸，唐震，翟政，孙家超，
申请(专利权)人：中国航发沈阳发动机研究所，
类型：发明
国别省市：