[实用新型]持续喷雹系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种实验设备，尤其涉及喷雹系统。

背景技术

历史上有许多由于涡轮发动机在极端雨或冰雹条件下工作引起的发动机功率损失和不稳定事件、强制着陆以及事故。研究表明，在一定的飞行速度和发动机功率或推力的工况下，雨和冰雹通过发动机核心，其浓度可能显著增大。在某些情况下，增加吸入的雨和冰雹足以造成发动机工作异常如喘振、功率损失以及发动机熄火。根据适航条款要求，应消除极端雨或冰雹条件下引起的发动机异常。

现行CCAR33部《航空发动机适航规定》(CCAR-33R2)是2011年3月15日发布的，该版规定等同于FAR-33部第30修正案的适航要求。在FAA历史上，关于发动机吸雨吸雹的条款要求始定于1974年10月31日的FAR-33部第6修正案。该修正案增加了33.77外物吸入条款，其中包含了关于吸雨吸雹的规定。其原文为：“在本条第f款第四部分规定的雨、冰和冰雹的条件下，发动机不得出现持续的推力和功率损失或停机。”1988年，航空工业协会(AIA)开展了恶劣气候条件下工作的飞机涡轮发动机功率损失和不稳定现象的研究。而后AIA与欧洲航空工业协会(AECMA)发表了研究成果，指出在极度雨或冰雹的环境中，安装在飞机上的涡轮发动机运行时存在潜在的飞行安全隐患。1998年4月30日，FAA发布FAR33部第19修正案，将33.77中吸雨吸雹的内容独立出来，设立33.78吸雹条款，对吸雨吸雹问题进行了较详细的规定，并补充了附件B合格审定标准大气降雨和冰雹的浓度的规定。2010年4月2日，FAA发布了政策备忘录《ANE-2007-33.78-1涡轮发动机吸雹试验指导》。在该政策备忘录中FAA特别阐明了所识别的两个关于吸雹符合性的缺陷：1、短时高冰雹水含量；2、吸雹造成的发动机积冰。33.78条款的目的是，确保发动机在降雨和冰雹的自然天气环境下(特别是极端降雨和冰雹条件下)能够正常安全的执行飞行任务，即发动机不会发生熄火、降转、持续或不可恢复的喘振或失速，或持续加速和减速的能力，也不会发生不可接受的机械损坏、不可接受的功率或推力损失、发动机停车或其他不利的发动机异常情况。例如，冰雹直接撞击发动机部件造成的损伤和发动机吸雨吸雹时，机匣温度降低收缩造成与叶尖的碰磨。为符合33.78条(a)(2)的要求，主要通过分析确定雨和冰雹吸入的关键工作点和在选择的关键点进行发动机试验以验证发动机足以经受极端雨和冰雹条件，来完成条款的验证要求。

目前已有的冰雹发射装置主要用于撞击实验、弹丸发射领域和检测领域。尚未见用于发动机吸雹适航实验用的快速持续冰雹发射装置。已有的模拟冰雹发射机,包括空气压缩机、储压罐、二次定压罐、安装有导向管的冰雹发射室和测速仪,所述气缸活塞通过输气软管与所述电磁阀另一端相连接,气缸活塞上端设有活塞杆,活塞杆另一端与冰雹发射室相连接。利用调压阀和电磁阀控制每次发射冰球的压力和速度。而冰雹撞击试验用控制装置,利用控制器的增压信号和发射信号,经微处理器和光电隔离器分别启动空气增压泵和发射冰雹弹丸,将冰雹弹丸分别经第光电传感器得到中断信号,经微处理器算出冰雹弹丸速度信号,经通讯模块和微处理器发送给LED速度显示器。可保证冰雹发射的一致性、数据的准确性。弹丸发射领域的冰雹发射用气体炮系统的结构包括高压气室、快速控制阀、快速上弹机构、发射管、高压气管、进气阀、泄气阀和高压气泵。通过运用气体直接推动冰雹弹丸来降低局部应力集中,保证了冰雹的完整性；利用快速控制阀和快速上弹机构,实现了单次弹丸的快速发射。而对于用于检测领域的冰雹冲击试验机,该试验机使用时,首先利用滑轨组件将冰球喷射装置移动至指定位置,将冰球放入上导向管内,通过阻尼圈防止其下落,然后通过压缩空气装置提供压缩空气,冲击所述冰球下落进入下导向管,进而撞击待检测物,从而完成相关检测。

现有的冰雹发散装置只能实现单次冰雹的发射，无法实现冰雹的长时间持续发射，故无法应用于发动机持续吸雹实验。而吸雹实验是航空发动机适航要求的重要试验；它涉及气动、结构、试验测试等多个学科，技术难度大；然而，为了表明在关键点工况下发动机吸雹没有熄火、失去加速和减速能力、不可恢复的喘振失速、没有持续的功率或推力损失(<3％)或其他异常情况,进行发动机的吸雹试验是至关重要的，但是，现在还没有一种易操作并且能快速持续喷射冰雹的系统装置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种持续喷雹系统，其能持续地喷射冰雹。

为实现所述目的的持续喷雹系统，其特点是，包括