[发明专利]一种分体式带动力模拟的涡扇发动机短舱测力试验装置及测力试验方法

说明书

本发明公开了一种分体式带动力模拟的涡扇发动机短舱测力试验装置及测力试验方法，包括：前端支撑机构；杆式天平，其一端与前端支撑机构相接，另一端连接短舱，短舱与前端支撑机构之间设置有间隙；短舱内安装有桨毂，桨毂上安装有风扇叶盘；支杆，其内部设置有传动轴，传动轴一端与桨毂固定相接，另一端安装有涡轮，支杆连接有涡轮机匣，涡轮位于涡轮机匣内，涡轮机匣设置在后端支撑机构上；测压耙，其安装在支杆上；外涵导叶，其安装在支杆端部。本发明能够通过调控风扇转速模拟单独短舱进口空气流量，实现模拟短舱进气和排气影响下模型气动力的精确测量，获得的试验数据对于指导涡扇发动机短舱以及飞机整体的设计及优化具有重要的价值。

技术领域

本发明属于涡扇发动机及涡扇发动机短舱模型动力测量领域，具体涉及一种分体式带动力模拟的涡扇发动机短舱测力试验装置及测力试验方法。

背景技术

先进民用飞机的发展越来越强调经济性、安全性、舒适性和环保性，对于发动机、气动布局、材料等提出了越来越高的要求。为达到卓越的经济性，民用飞机一般采用高涵道比涡轮风扇发动机显著降低发动机燃油消耗率。高涵道比发动机安装方式主要有两种：翼下吊装或机身外安装。这种发动机外形尺寸大，且具有很不光滑的外形，需要通过具有光滑外形的短舱来整流，以减小整机的飞行阻力。因此，为了使得飞机具有较好的飞行性能，发动机短舱的空气动力学设计显得格外重要。

风洞试验是评估短舱外形设计优劣的一种重要方法。在民用飞机详细气动设计阶段，对发动机短舱的模拟按模拟准确性区分主要包含堵锥模型试验、通气模型试验、(进气)引射试验、(排气)喷流模型试验和带涡轮动力模型试验等方式。传统的堵锥模型完全无法模拟进气和排气对短舱气动特性的影响，目前研究单个短舱的阻力特性、发散马赫数特性等试验通常采用成本较为低廉的通气短舱试验模型，这种方法可以在一定范围内模拟喷流流动，但不能模拟进气流动。带涡轮动力的短舱模型试验能够模拟进气口几何形状、排气口几何形状、进气口流动、排气流动以及进气/排气干扰等短舱设计所需考量的重要因素，是获取和改进动力短舱性能的有效方法。

采用简易流量调节装置获得的进气流量系数约0.4～0.7，较飞行条件下短舱流量系数0.6～2.0低，难以准确评估飞行条件下进气和排气对发动机短舱的气动力特性影响。此外，常规通气试验短舱通过支板与天平连接(如专利授权公告号CN207717325U所述)，天平测得的力包含短舱支架的力，难以扣除。本发明通过巧妙的设计，使得天平测得的力只有短舱的气动力。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种分体式带动力模拟的涡扇发动机短舱测力试验装置，包括：

前端支撑机构；

杆式天平，其一端采用锥配合与前端支撑机构通过法兰相接，另一端连接有短舱，所述短舱与前端支撑机构之间设置有间隙；所述短舱内安装有桨毂，所述桨毂上安装有风扇叶盘；

支杆，其内部设置有传动轴，且所述传动轴一端与桨毂固定相接，另一端安装有涡轮，所述支杆连接有涡轮机匣，且所述涡轮位于涡轮机匣内，所述涡轮机匣设置在后端支撑机构上；

测压耙，其安装在所述支杆上，且位于短舱内靠出口处，测压耙与短舱之间无接触；外涵导叶，其安装在所述支杆端部，且外涵导叶位于风扇叶盘与测压耙之间。

优选的是，其中，所述前端支撑机构的结构包括：

短舱底座，其通过螺栓固定在风洞壁板上，且短舱底座上设置有短舱支架，所述杆式天平一端采用锥配合与短舱支架通过法兰固定相接；所述短舱与短舱支架之间设置有间隙；

所述后端支撑机构的结构包括：

支撑接头，所述涡轮机匣固定设置在支撑接头上；

风洞半弯刀机构，所述支撑接头通过销钉固定连接在风洞半弯刀机构上。