【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及航空发动机鸟撞试验，特别是涉及一种航空发动机风扇叶片鸟撞试验装置及方法。
技术介绍
1、风扇叶片是航空发动机的关键部件，为确保风扇叶片满足抗外物损伤要求，尤其是满足适航法规规定的鸟撞损伤要求，在风扇叶片的研制过程中，需要开展大量风扇叶片鸟撞试验以检验其各个设计特征是否满足鸟撞设计需求和适航要求。
2、在风扇叶片的研制阶段，常用的鸟撞试验方法主要包括固定叶片打靶试验和旋转状态整机/多叶片风扇鸟撞试验；固定叶片打靶试验由于叶片静止，不能模拟叶片在旋转下的离心应力状态以及榫头与榫槽的接触状态，造成叶片受到鸟弹撞击时的响应与真实情况相差较大；旋转状态整机/多叶片风扇鸟撞试验使用多个叶片或全叶片，确保鸟弹能够击中高速旋转风扇叶片，但试验成本很高。
3、为检验航空发动机风扇叶片的抗鸟撞能力，风扇叶片鸟撞试验要保证叶片在切割鸟弹的过程中受到可能的最大冲击能量，这个冲击能量由叶片转速、冲击点的半径、鸟弹质量和速度决定。
4、因此，亟需开发一种符合适航条件的航空发动机风扇叶片鸟撞试验装置和方法，满足与真实工况等效的高速旋转叶片鸟撞试验条件，实现风扇叶片切割鸟弹质量和冲击能量的精确控制，并保证试验的可重复性，同时提升效率和降低试验成本。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种航空发动机风扇叶片鸟撞试验装置及方法，用以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
3、一种航空发动机风扇叶片鸟
4、所述转子系统设置于所述真空试验腔内，所述叶片和所述配重块均安装于所述转子系统上，所述转子系统用于带动所述叶片和所述配重块旋转；
5、所述低速鸟弹发射系统设置于所述真空试验腔内；
6、所述低速鸟弹发射系统与所述转子系统对应设置；
7、所述鸟弹安装于所述低速鸟弹发射系统内，所述低速鸟弹发射系统用于将所述鸟弹向靠近所述叶片的方向发射出去；
8、所述高速相机布设在所述真空试验腔的外部，用于监测鸟弹的飞行速度并记录鸟弹撞击叶片的整个过程。
9、进一步地，所述转子系统包括工装芯轴、轮盘以及叶片夹具；
10、所述工装芯轴可转动的安装于所述真空试验腔的侧壁上，所述轮盘套设在所述工装芯轴上，所述轮盘的周向侧壁上对称设置有两个所述叶片夹具，两个所述叶片夹具上分别开设有安装榫槽，两个所述安装榫槽中分别安装所述配重块和所述叶片。
11、进一步地，所述叶片夹具上沿周向均匀开设有4个弧形槽口，4个所述弧形槽口的内部均设置有螺栓，4个所述螺栓分别与所述轮盘螺接；
12、所述安装榫槽的两端设置有挡环。
13、进一步地，所述低速鸟弹发射系统包括弹托、弹托夹具、直线电机和导轨；
14、所述弹托设置于所述弹托夹具的内部，所述弹托以及所述弹托夹具均为横置的u形结构，所述弹托以及所述弹托夹具的开口方向相同；
15、所述鸟弹放置于所述弹托的内部；
16、所述弹托夹具的底端设置所述直线电机；
17、所述直线电机的下方布设所述导轨；
18、所述直线电机用于带动所述弹托夹具沿着所述导轨的布设方向滑动。
19、本专利技术还提供一种如上述的航空发动机风扇叶片鸟撞试验装置的试验方法，包括以下步骤：
20、1）将工装芯轴连接至试验台的动力驱动电机上，将轮盘套设在工装芯轴上，将两个叶片夹具分别设置在轮盘上，将叶片和配重块分别安装于两个安装榫槽中，转动叶片夹具使叶片处于合适的角度，拧紧4个螺栓，并对转子系统进行在线动平衡调整，在轮盘或配重块处进行减重或增重操作，保证转子系统处于动平衡状态；
21、2）将内部放置有鸟弹的弹托安装于弹托夹具内，并将弹托夹具安装于直线电机上；
22、3）将真空试验腔抽至真空，然后启动动力驱动机电带动叶片旋转至目标转速；
23、4）将直线电机启动，弹托夹具在直线电机驱动下沿着导轨的方向加速移动至一定速度后突然减速，鸟弹在惯性作用下离开弹托的内部并进行平抛运动，随后冲击高速旋转的叶片；
24、5）使用高速相机监测鸟弹的飞行速度并记录鸟弹撞击叶片的整个过程。
25、经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
26、本专利技术通过降低鸟弹发射速度，提升鸟速控制的精确性。
27、本专利技术采用单叶片进行鸟撞击试验，通过调整叶片角度实现冲击角度的变化，确保高速旋转的叶片受冲击时所受离心载荷不变的条件下，和真实工况鸟撞达到相同的冲击速度和冲击能量。
28、本专利技术通过对鸟弹速度的精确控制，保证叶片切割到指定的鸟弹质量，以检验风扇叶片在承受最苛刻工况下的损伤情况，而常规旋转叶片鸟撞试验中发生最苛刻工况的概率较低。
29、本专利技术能够提高效率的同时降低试验成本，并且能够更充分地捕捉风扇叶片受到鸟撞时的动力学行为和失效模式。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种航空发动机风扇叶片鸟撞试验装置，其特征在于，包括：真空试验腔、叶片、配重块、转子系统、鸟弹、低速鸟弹发射系统以及高速相机；
2.根据权利要求1所述的一种航空发动机风扇叶片鸟撞试验装置，其特征在于，所述转子系统包括工装芯轴、轮盘以及叶片夹具；
3.根据权利要求2所述的一种航空发动机风扇叶片鸟撞试验装置，其特征在于，所述叶片夹具上沿周向均匀开设有4个弧形槽口，4个所述弧形槽口的内部均设置有螺栓，4个所述螺栓分别与所述轮盘螺接；
4.根据权利要求1所述的一种航空发动机风扇叶片鸟撞试验装置，其特征在于，所述低速鸟弹发射系统包括弹托、弹托夹具、直线电机和导轨；
5.一种权利要求1-4任一项所述的航空发动机风扇叶片鸟撞试验装置的试验方法，其特征在于，包括以下步骤：
【技术特征摘要】
1.一种航空发动机风扇叶片鸟撞试验装置，其特征在于，包括：真空试验腔、叶片、配重块、转子系统、鸟弹、低速鸟弹发射系统以及高速相机；
2.根据权利要求1所述的一种航空发动机风扇叶片鸟撞试验装置，其特征在于，所述转子系统包括工装芯轴、轮盘以及叶片夹具；
3.根据权利要求2所述的一种航空发动机风扇叶片鸟撞试验装置，其特征在于，所述叶片夹具...
【专利技术属性】
技术研发人员：李国强，周振，
申请(专利权)人：浙江海骆航空科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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