[发明专利]一种用于平面叶栅高空流动模拟的超声速试验舱

说明书

本发明公开了一种用于平面叶栅高空流动模拟的超声速试验舱。该超声速试验舱为方形体，两个试验段圆盘与超声速试验舱的轴线平行，并列固定在壳体内的下表面，试验段圆盘的前端与壳体的气流入口法兰相接，两个试验段圆盘内壁和上下抽吸壁板、上下节流壁板之间的空间为试验段；两个试验段圆盘外壁与壳体之间的空间为试验段驻室；八个驱动装置上下对称，分别安装在壳体上、下表面和试验圆盘上，用以安装调节上下抽吸壁板、上下节流壁板；观察窗安装在壳体左右侧壁中心。该超声速试验舱功能全面、操作便捷，试验准备简单，试验精准度高，能够节省试验准备时间，改善流场品质，提高试验效率，方便快速地实现平面叶栅超声速流动模拟。

技术领域

本发明属于航空发动机基础研究试验设备领域，具体涉及一种用于平面叶栅高空流动模拟的超声速试验舱。

背景技术

航空叶轮机(包括风扇/压气机和涡轮)和燃气轮机是维持热力循环并产生推力的关键部件，其转/静叶片的气动外形决定了航空叶轮机和燃气轮机的气动性能。为设计出高性能的航空喷气发动机和燃气轮机，需要在叶栅(二维叶型)层面研究叶轮机的设计方法和流动特性。为了能在地面进行真实飞行条件下的叶栅通道流动气动特性试验研究，必须建造能够模拟实际飞行时叶栅流动马赫数和雷诺数等参数的地面设备，以保证能够在接近实际工作状态的条件下进行试验。尤其是研制适应高空环境和超声速流动的叶型及叶栅，必须模拟其在高空低雷诺数和高速飞行状态下的流动条件，进行大量的气动性能试验研究和技术验证，以分析研究叶栅通道内的流动机理、特点和规律，验证新的设计方案。

利用平面叶栅高空流动模拟装置开展超声速叶栅试验，需要对流场品质，尤其是流向角和叶栅的栅前压力分布进行精确调节；另外，为了模拟叶栅由堵塞工况向失速工况的变化，获得叶栅特性曲线，叶栅试验段也需要具备节流功能。目前，国内外开展超声速叶栅试验采用的流动模拟装置试验段通常具有以下缺点：一是上下抽吸板不具备角度调节和控制功能，试验段流向角无法根据实际测量结果进行自动调节修正，流场品质提高手段缺失。二是尾板普遍采用的手动调节方式，难以在试验过程根据叶栅的栅前静压分布情况实时调节上下尾板角度，达到改善试验来流流场品的目的；尾板手动操作时需要暂停试验，不但浪费气源，而且效率低下。三是上下挡板和上下节流器不具备角度自动调节和控制功能，普遍采用的手动调节方式，难以在试验过程根据叶栅的栅前、栅后静压比情况，实时调节上下挡板和上下节流器角度，实现叶栅由堵塞工况向失速工况变化，快速获得叶栅特性曲线；上下挡板和上下节流器手动操作时需要暂停试验，不但浪费气源，效率低下，而且无法获得连续静压比叶栅特性曲线；四是试验段没有驻室结构，大都采用开口排气方式，无法通过引射方式实现对试验背压的调节，对试验雷诺数模拟手段单一，范围有限，高空模拟能力不足。

当前，迫切需要发展一种带有驻室，具备上下抽吸壁板和上下节流壁板角度自动调节的用于平面叶栅高空流动模拟的超声速试验舱，满足先进航空发动机叶轮机和燃气轮机叶型叶栅超声速气动性能试验基础研究和技术验证的需要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种用于平面叶栅高空流动模拟的超声速试验舱。