[发明专利]一种模拟进气道和风扇耦合作用的进气道试验装置

说明书

本发明公开了一种模拟进气道和风扇耦合作用的进气道试验装置。该进气道试验装置包括顺序连接的进气道、支杆和长传动轴空气马达；支杆位于进气道内腔的中心轴线上，支杆的杆体前端依次套装有静子和环式支架；环式支架的前锥安装有支撑并固定进气道的十字支架；支杆的杆体后端伸出进气道固定连接长传动轴空气马达的壳体；长传动轴空气马达的长传动轴从后至前依次穿过支杆的杆体和进气道，与进气道内腔前部的风扇的转轴固定连接，长传动轴空气马达的高压空气涡轮驱动长传动轴带动风扇转动。该进气道试验装置用于进气道初步设计和详细设计阶段的气动性能评估，解决现有进气道试验设备进气量不足、不能模拟进气道和风扇耦合作用、模型尺度偏小问题。

技术领域

本发明属于涡扇发动机技术领域，具体涉及一种模拟进气道和风扇耦合作用的进气道试验装置。

背景技术

为了达到卓越的经济性，大型飞机采用大涵道比涡轮风扇发动机以显著降低发动机燃油消耗率。进气道是飞行器动力装置的重要组成部分，它处于发动机的前端，其设计性能的好坏直接关系到发动机性能的发挥和飞行器性能的优劣，一方面需要满足发动机与进气道流量匹配，保证进气道出口截面的内流品质，以避免发动机推力损失和发动机稳定工作范围减小；另一方面，需要保证外流合理的压力分布，避免大攻角工况下的气流分离。

然而，随着发动机涵道比不断增大，发动机风扇尺寸和进气道体积也在不断增大，进气道和风扇耦合作用不可忽视，进气道性能对发动机特性影响比重日益增加，进气道优化设计的重要性逐渐凸显。为了准确评估进气道气动性能，验证进气道数值仿真优化方法的成效，一般需要在风洞中进行带动力模拟的单独进气道试验，获取发动机不同工况下的进气道性能，为其进一步改进设计提供风洞试验数据。

当前，亟需发展一种模拟进气道和风扇耦合作用的进气道试验装置。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种模拟进气道和风扇耦合作用的进气道试验装置。

本发明的模拟进气道和风扇耦合作用的进气道试验装置，其特点是，所述的进气道试验装置包括顺序连接的进气道、支杆和长传动轴空气马达；

所述的进气道包括通过台阶端面配装的进气道前部和进气道后部，进气道前部和进气道后部通过贯穿台阶端面的销钉径向定位，还包括位于进气道后部内壁的十字支架环形槽；

所述的支杆位于进气道内腔的中心轴线上，支杆包括杆体和覆盖在杆体后部用于保护线缆的保护罩；支杆的杆体前端从前至后依次套装有静子和环式支架；静子和环式支架之间设置有隔离间隙；环式支架通过键定位螺纹拉紧的方式固定在支杆的杆体上，环式支架的后端面与支杆的杆体的中间端面法兰通过螺钉拉紧，环式支架的前锥安装有支撑并固定进气道的十字支架；支杆的杆体后端伸出进气道通过后端面法兰固定连接长传动轴空气马达的壳体；

所述的长传动轴空气马达包括位于长传动轴空气马达中心轴线上长传动轴、驱动长传动轴的高压空气涡轮和保护并支撑高压空气涡轮的壳体；长传动轴从后至前依次穿过支杆的杆体和进气道，长传动轴的前端与位于进气道内腔前部的风扇的转轴固定连接，长传动轴上套装有若干组串列排列的滚珠轴承，限制长传动轴在长传动轴空气马达的中心轴线上驱动风扇转动；

所述的十字支架具有同轴的内环和外环，内环和外环之间通过十字型分布的支架固定连接，内环的内腔是与环式支架前端锥套配装的锥面，外环装卡固定在十字支架环形槽内；十字型支架的左、右、下、上的4根支柱分别为左支架、右支架、下支架和上支架；

所述的进气道前部安装有固定在风扇前方的测压耙；

所述的进气道、测压耙、风扇、静子、环式支架、十字支架、支杆和长传动轴空气马达同轴。

进一步地，其特征在于，所述的进气道的内壁上，与风扇和静子对应的位置处开有环形槽，环形槽内喷涂封严涂层。

进一步地，所述的测压耙为米字型测压耙。