[发明专利]一种平面叶栅亚声速试验装置中喷管与试验段联调方法

说明书

本发明公开了一种平面叶栅亚声速试验装置中喷管与试验段联调方法。该联调方法通过可调高度声速喷管中的高度调节器和亚声速试验舱的壁板角度调节器，实现喷管出口高度与试验段上下壁板高度的联合调节；通过亚声速试验舱的壁板长度调节器，实现试验段上下壁板长度调节。该联调方法可以方便快速地实现亚声速喷管出口高度和试验段上下壁板高度和长度的联合调节，满足各类平面叶栅亚声速气动性能试验研究和技术验证的要求，节省了试验准备时间，提高了试验效率。

技术领域

本发明属于航空发动机基础研究试验设备领域，具体涉及一种平面叶栅亚声速试验装置中喷管与试验段联调方法。

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。对于带气膜冷却及内部气冷的涡轮叶栅流动研究，还需要试验设备主流与次流之间具备足够的温度差或者温度比调节能力以及不同介质的引入能力，用以模拟两股同种或者不同种介质气流及涡轮叶片间的传热传质过程。

目前，国内外开展航空发动机叶轮机(包括风扇/压气机和涡轮)和燃气轮机叶型叶栅试验通常采用平面叶栅试验装置，其中使用较为广泛的是平面叶栅亚声速试验装置。由于试验叶栅进口气流角范围大，试验段叶栅堵塞度高，在进行压气机试验时，为保证栅前来流马赫数均匀性，须根据试验进口气流角不同状态，调节叶栅上下端壁泄流流量。在进行带气膜冷却涡轮叶栅试验时，为保证主流、次流流量比精确控制，同样须根据试验不同状态，调节叶栅上下端壁泄流流量。要实现叶栅上下端壁泄流流量的精确控制，必然要求试验段具备出口高度调节功能，也为试验段前段喷管出口高度调节提出了严苛要求。现有平面亚声速叶栅试验装置，由于声速喷管大都为固态喷管，不具备喷管出口高度调节功能，要满足不同试验条件下叶栅上下端壁泄流流量控制，一般采取在喷管出口连接不同高度过渡段并更换试验段上下壁板不同长度来实现，这种喷管高度和试验段上下壁板调节方式带来很多缺点：1、不同高度过渡段与喷管连接会造成喷管出口尺寸突变和阶差，导致试验段流场品质变差，试验精准度降低；2、改变试验状态时，需要频繁更换不同高度过渡段和试验段不同长度上下壁板，操作极不方便，劳动强度大，试验效率低下；3、无法实现喷管高度和试验段高度的连续调节，也无法实现试验段上下壁板长度的连续调节，可能导致部分试验条件无法实现。

当前，迫切需要发展一种操作方便高效的平面叶栅亚声速试验装置中喷管与试验段联调方法，满足先进航空发动机叶轮机和燃气轮机叶型叶栅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平面叶栅亚声速试验装置中喷管与试验段联调方法。

本发明的平面叶栅亚声速试验装置中喷管与试验段联调方法，其特点是，所述的联调方法使用的平面叶栅亚声速试验装置包括安装在安装平台上，沿气流方向顺序连接的可调高度声速喷管和亚声速试验舱；亚声速试验舱内安装涡轮叶栅试验模型或压气机叶栅试验模型，亚声速试验舱左右侧壁中心安装有观察窗；