一种模拟航空发动机喷管的可调节流装置制造方法及图纸

公开了一种模拟航空发动机喷管的可调节流装置，所述可调节流装置包括：喷管本体，喷管本体包括轴向进口端和轴向出口端；轴向常开通孔，常开通孔位于喷管本体的轴向出口端；侧向可调通孔，侧向可调通孔沿周向方向布置在喷管本体上，且侧向可调通孔与常开通孔相比更靠近喷管本体的轴向进口端；调节组件，调节组件用于调节侧向可调通孔的孔隙大小，以模拟航空发动机喷管的节流工况；固定组件，通过固定组件将调节组件固定到喷管本体上。

An Adjustable Flow Device for Simulating Aeroengine Nozzle

An adjustable flow device for simulating aeroengine nozzle is disclosed. The adjustable flow device includes: nozzle body, nozzle body including axial inlet end and axial outlet end; axial constant opening hole, which is located at the axial outlet end of nozzle body; lateral adjustable through hole, which is arranged on nozzle body along circumferential direction, and lateral adjustable through hole and constant. The opening hole is closer to the axial inlet of the nozzle body than the opening hole; the adjusting component is used to adjust the size of the lateral adjustable through hole to simulate the throttling condition of the aero-engine nozzle; and the fixing component is fixed to the nozzle body through the fixing component.

【技术实现步骤摘要】
一种模拟航空发动机喷管的可调节流装置
本专利技术涉及一种可调节流装置，具体涉及在风洞试验或航空发动机试验中，模拟航空发动机喷管的可调节流装置。
技术介绍
航空发动机排气装置(简称喷管)，其主要功能是将涡轮后的高温、高压燃气膨胀加速并排出机体；另一个功能是通过调节喷管面积来改变涡轮和喷管中燃气膨胀比的分配，以实现发动机工作状态的控制。航空发动机部件试验、风洞试验过程中，需要一种模拟发动机喷管工作的可调节流装置，以补位真实喷管的可调排气功能，实现对其他部件的试验研究。受高温高速空气/燃气介质的限制，传统发动机喷管模拟主要采用高温调节阀进行空气/燃气流量调节，如蝶阀、隔膜阀、Y型阀、多瓣阀、套筒阀等方案。蝶阀的不均匀排气对气动流场的动态性能影响较大；隔膜阀在高温环境中使用寿命有限；Y型阀体积较大，不能在较大直径的发动机中使用；多瓣阀控制逻辑复杂，加工成本较高；套筒阀因阀体结构复杂，高温流场中存在较高卡滞风险，这些阀作为发动机喷管模拟装置均受不同程度的限制。本文针对航空发动机轴对称可调喷管模拟试验，提出了一种基于篦齿密封的高温可调节流装置，该机构结构简单，气动力可控，能在较高介质温度环境中，实现与真实发动机喷管工作相似的空气流量调节，保证了排气气流品质，运行效率大大提高。
技术实现思路
专利技术目的设计一种结构简单、操作方便的模拟航空发动机喷管的可调节流装置，使该装置克服排气温度高和气动负荷大的限制，实现空气流量的高精度调节。同时，兼顾发动机排气特性，保证装置进出口良好的气动特性及其结构的工程实用性。技术方案通过本专利技术的模拟航空发动机喷管的可调节流装置实现上述目的，所述可调节流装置包括：喷管本体，喷管本体包括轴向进口端和轴向出口端；轴向常开通孔，常开通孔位于喷管本体的轴向出口端；侧向可调通孔，侧向可调通孔沿周向方向布置在喷管本体上，且侧向可调通孔与常开通孔相比更靠近喷管本体的轴向进口端；调节组件，调节组件用于调节侧向可调通孔的孔隙大小，以模拟航空发动机喷管的节流工况；固定组件，通过固定组件将调节组件固定到喷管本体上。在上述可调节流装置中，轴向常开通孔的孔隙面积和形状能够根据模拟航空发动机喷管的条件而变化。在上述可调节流装置中，调节组件可以包括活动套筒、驱动机构、导轨机构，其中通过驱动机构使活动套筒沿导轨机构移动预定距离，以调节侧向可调通孔的孔隙大小。在上述可调节流装置中，驱动机构可以包括一个或多个驱动单元，并且导轨机构包括两个或更多个导轨单元。在上述可调节流装置中，驱动机构可以包括两个驱动单元，且所述两个驱动单元沿喷管本体的周向方向均匀布置。在上述可调节流装置中，所述两个或更多个导轨单元沿喷管本体的周向方向可以均匀布置。在上述可调节流装置中，所述活动套筒的内侧可以包括篦齿密封结构，以实现活动套筒的内侧与喷管本体的外侧之间的密封。有益效果优点：a)驱动机构外置，避免了直线运动轴承与导轨因高温环境热膨胀引起运动卡滞的风险，同时，解决了驱动装置热防护难题；b)中心通流的流道设计使装置本体仅承受流量可调节范围介质部分的气动力，最大限度的减少了该装置的气动负荷。c)采用篦齿密封形式，有效减少了高温活动套筒运动卡滞风险，同时，活动套筒所受的气动力几乎可以忽略，其运动所需的驱动力主要是克服摩擦阻尼力；d)中心常开通流+侧向可调通流的流道设计，与发动机喷管气动原理相似，装置结构紧凑，气流稳定，流场品质良好，可满足喷管模拟试验需求。该模拟航空发动机喷管的可调节流装置机构设计方法合理，结构简单紧凑。能够实现高温高速空气/燃气的排气模拟与调节，并能保证良好的进排气气流品质，同时驱动装置外置与篦齿密封的调节机构布置方式，工程实现性强，在航空发动机试验中应用效果良好。附图说明图1示出可调节流装置正视图；图2示出可调节流装置俯视图；图3示出可调节流装置前视图；图4示出可调节流装置局部放大图。图5示出可调节流装置局部放大图。具体实施方式下面将参考附图1-5详细描述本专利技术的模拟航空发动机喷管的可调节流装置。本专利技术的可调节流装置包括喷管外筒1，喷管内筒2，常开通孔3，活动套筒4，封头5，喷管直筒6，直筒外固定环7，固定叶栅1，第一套筒下耳座b-1，第一下驱动缸c-1，第一导轨d-1，第一封头导轨座e-1，套筒导轨轴承座1，第二套筒导轨轴承座f-2，第一上驱动缸固定座h-1，第一直筒导轨固定座g-1，第一外筒安装耳轴j-1，第二外筒安装耳轴j-2，第三外筒安装耳轴j-3，第四外筒安装耳轴j-4，第一直筒安装耳轴k-1，以及第二直筒安装耳轴k-2。喷管直筒6为可调节流装置实体的一部分，通过其进口安装边固定在发动机加力燃烧室等部件末端，喷管直筒6末端附近周向均匀布置8个矩形窗口，末端搭接于喷管内筒2的前端，两者为轴向活动链接；喷管内筒2前端内部通过轴向对称的法兰连接中心为通孔的常开通孔3，喷管内筒2外壁与周向均布的8个固定叶栅a-1—固定叶栅a-8固定连接；8个固定叶栅a-1—固定叶栅a-8外部固定连接到喷管外筒1内壁；喷管外筒1末端即为模拟的喷管出口，喷管外筒1左右对称布置有前后两个安装座，分布通过第一外筒安装耳轴j-1，第二外筒安装耳轴j-2，第三外筒安装耳轴j-3，第四外筒安装耳轴j-4固定连接到试验台架上，喷管外筒1前端通过法兰连接到封头5；封头5中心为通孔，加长孔壁内侧轴向均匀布置多个篦齿槽；活动套筒4放置于封头5与喷管直筒6之间，两两通过篦齿间隙密封，活动套筒4中间内壁位置轴向均匀布置多个篦齿槽，活动套筒4上下前端对称设置一个U行槽口，活动套筒4上下中间外壁设置有驱动缸耳轴，并固定连接第一套筒下耳座b-1与第二套筒上耳座b-2，活动套筒4上下左右的中间和前端外壁均布4个导轨轴承座，分布固定连接第一套筒导轨轴承座f-1，第二套筒导轨轴承座f-2，第三套筒导轨轴承座f-3，第四套筒导轨轴承座f-4，第五套筒导轨轴承座f-5，第六套筒导轨轴承座f-6，第七套筒导轨轴承座f-7，第八套筒导轨轴承座f-8；第一下驱动缸c-1推杆与第一套筒下耳座b-1通过轴销连接，第一下驱动缸c-1耳轴连接到第二下驱动缸固定座h-2；第二下驱动缸固定座h-2固定到喷管直筒6外壁安装座上；第一套筒导轨轴承座f-1，第二套筒导轨轴承座f-2滑动连接到第一导轨d-1；第一导轨d-1一端固定连接到第一封头导轨座e-1，一端固定连接到第一直筒导轨固定座g-1；第一直筒导轨固定座g-1固定在直筒外固定环7；直筒外固定环7焊接在喷管直筒6前端外壁适当位置。喷管直筒6为可调节流装置实体的一部分，通过其进口安装边固定在发动机加力燃烧室等部件末端，喷管直筒6末端附近周向均匀布置8个矩形窗口，末端搭接于喷管内筒2的前端，两者为轴向活动链接；喷管内筒2前端内部通过轴向对称的法兰连接中心为通孔的常开通孔3，喷管内筒2外壁与周向均布的8个固定叶栅a-1——固定叶栅a-8固定连接；8个固定叶栅a-1——固定叶栅a-8外部固定连接到喷管外筒1内壁；喷管外筒1末端即为模拟的喷管出口，喷管外筒1左右对称布置有前后两个安装座，分布通过第一外筒安装耳轴j-1，第二外筒安装耳轴j-2，第三外筒安装耳轴j-3，第四外筒安装耳轴j-4固定连接到试验台架上，喷管外筒1前端通过法兰连接到封头5；封头5中心为通孔本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种模拟航空发动机喷管的可调节流装置，所述可调节流装置包括：喷管本体，喷管本体包括轴向进口端和轴向出口端；轴向常开通孔，常开通孔位于喷管本体的轴向出口端；侧向可调通孔，侧向可调通孔沿周向方向布置在喷管本体上，且侧向可调通孔与常开通孔相比更靠近喷管本体的轴向进口端；调节组件，调节组件用于调节侧向可调通孔的孔隙大小，以模拟航空发动机喷管的节流工况；固定组件，通过固定组件将调节组件固定到喷管本体上。

【技术特征摘要】
1.一种模拟航空发动机喷管的可调节流装置，所述可调节流装置包括：喷管本体，喷管本体包括轴向进口端和轴向出口端；轴向常开通孔，常开通孔位于喷管本体的轴向出口端；侧向可调通孔，侧向可调通孔沿周向方向布置在喷管本体上，且侧向可调通孔与常开通孔相比更靠近喷管本体的轴向进口端；调节组件，调节组件用于调节侧向可调通孔的孔隙大小，以模拟航空发动机喷管的节流工况；固定组件，通过固定组件将调节组件固定到喷管本体上。2.根据权利要求1所述的可调节流装置，其中，轴向常开通孔的孔隙面积和形状能够根据模拟航空发动机喷管的条件而变化。3.根据权利要求1或2所述的可调节流装置，其中，调节组件包...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈鹏飞，吴锋，钟华贵，杨斐，聂建平，张大明，
申请(专利权)人：中国航发四川燃气涡轮研究院，
类型：发明
国别省市：四川,51