[发明专利]一种涡轮冷却器加速寿命试验方法

说明书

一种涡轮冷却器加速寿命试验方法，涉及飞机结构试验设计技术领域，用于涡轮冷却器剩余寿命预算，消除隐性安全隐患，包括S1，构建所述涡轮冷却器运转试验平台，并运转所述涡轮冷却器；S2，选取寿命试验起始时间节点；S3，记录试运转阶段结束时涡轮冷却器的各个性能参数；S4，对涡轮冷却器注入故障；S5，停止对涡轮冷却器故障注入，进入涡轮冷却器寿命数据采集阶段；S6，记录涡轮冷却器各个性能参数。本发明提供的涡轮冷却器加速寿命试验方法通过故障注入的方式，大幅缩短了涡轮冷却器正常运转的时间，使涡轮冷却器快速进入性能退化起始阶段，从而缩短了试验周期，降低了试验成本。

技术领域

本发明涉及飞机结构试验设计技术领域，具体而言，涉及一种涡轮冷却器加速寿命试验方法。

背景技术

涡轮冷却器是将具有一定温度和压力的压缩空气膨胀时所产生的焓降转变为机械功输出而实现降压、降温的高速旋转制冷机械。涡轮冷却器是一种紧凑型叶片机械装置，是环控系统中常用的制冷附件。它利用压缩空气通过涡轮膨胀向外做功，从而降低空气的温度。目前，在飞机上涡轮冷却器的寿命一般按日历寿命和飞行小时寿命考核，无法实现涡轮冷却器的剩余寿命预测；涡轮冷却器在寿命期内有可能带着隐性故障工作，直至其完全失效方能发现，存在较大的潜在风险。通过开展涡轮冷却器的寿命试验，研究涡轮冷却器寿命周期内的性能退化数据，可以实现涡轮冷却器的剩余寿命预测。

然而，由于涡轮冷却器寿命周期较长，传统的涡轮寿命试验方法会占用较多的经济成本及时间成本，一定程度上造成人力、物力资源的浪费。

现在亟需解决的技术问题是如何设计一种涡轮冷却器加速寿命试验方法以缩短现有技术中涡轮寿命试验所需的长时间、节省人力、物力资源，及时发现涡轮冷却器使用过程中存在的隐性安全隐患。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术中的不足，提供一种操作步骤简单、试验周期短的涡轮冷却器加速寿命试验方法。

本发明的目的通过如下技术方案实现：一种涡轮冷却器加速寿命试验方法，用于涡轮冷却器加速寿命试验，主要包括如下步骤：S1，构建所述涡轮冷却器运转试验平台，并运转所述涡轮冷却器，进入涡轮冷却器正常运转阶段；S2，在S1中所述涡轮冷却器正常运转阶段中选取寿命试验起始时间节点，从所述寿命试验起始时间节点开始进入涡轮冷却器试运转阶段，试运转时间为T1；S3，S2中涡轮冷却器试运转阶段结束，记录试运转阶段结束时涡轮冷却器的各个性能参数；S4，对涡轮冷却器注入故障，进入涡轮冷却器性能退化起始阶段；S5，涡轮冷却器性能退化起始阶段结束，停止对涡轮冷却器故障注入，进入涡轮冷却器寿命数据采集阶段；S6，在涡轮冷却器寿命数据采集阶段间隔相同预定时间段记录涡轮冷却器各个性能参数；S7，涡轮冷却器失效，试验结束。

上述方案中优选的是，S2中试运转阶段的时间T1为涡轮冷却器换油周期的整数倍。涡轮冷却器在运转过程中必然需要换油以维持整个涡轮冷却器的正常运转，正常运转过程中每两次换油之间的时间间隔大致相同。将试运转的时间设置为涡轮冷却器换油周期的整数倍，既可以统计整个换油周期内的参数变化，又方便加速寿命试验中试运转阶段时间T1的统计。

上述任一方案中优选的是，S3中试运转阶段结束时记录的性能参数包括：涡轮冷却器进气口与出气口的温度、涡轮冷却器进气口与出气口的气体压力。涡轮冷却器的寿命试验是根据涡轮冷却器的工作性能进行判断的，而飞机上应用涡轮冷却器是根据涡轮冷却器进气口与出气口的温度、涡轮冷却器进气口与出气口的气体压力两者的变化值判断其使用寿命，即涡轮冷却器在涡轮冷却器进气口与出气口的温度、涡轮冷却器进气口与出气口的气体压力的变化值达不到飞机使用所需的标准时，涡轮冷却器失效，结束其使用寿命。