一种通用化压气机试验件进气系统及其应用的制作方法

本发明涉及航空发动机/燃气轮机压气机，尤其涉及一种通用化压气机试验件进气系统及其应用。

背景技术：

1、为了在发动机研制初期提前了解压气机部件的气动性能和结构合理性，需要先进行部件的试验件设计和验证工作，从而保证航空发动机可靠运转。而为了保证压气机部件与试验测试平台匹配，需要设计相应的进气和排气系统和转接段。目前各型号压气机流量、转速跨度较大，结构形式也大不相同，往往需要针对不同压气机的需求针对性设计不同结构的进气系统。

2、常规进气系统结构示意图见图1，主要包含几个主要零件：用于试验机与试验车台安装的车台安装机匣，起一定整流作用的进气锥，测量压气机进口参数的测量机匣，带有进回油、封严气流、通大气气路等功能的进气机匣。各零件间通过小间隙止口定心定位，通过螺栓连接固定。

3、在设计测量机匣时，通常会根据所需测试的试验参数，针对性设计测试安装座位置和尺寸，同时在与车台安装机匣装配面设计装配可变形柔性胶皮。两端止口均设计为间隙配合，用于车台对试验机安装同心，通过螺栓连接固定。

4、进气机匣的内、外环一般通过4～6个支板连接，进回油油路、封严气流、通大气气路等通过支板与车台设备连接。现有技术的缺点如下：

5、1)不同型号压气机之间有着不同的设计方法和思路，而设计的试验件进气系统质量往往受到设计经验等因素的影响，导致质量层次不齐。压气机试验件故障中有65％以上是由于进排气系统设计问题导致的低层次质量问题。

6、2)不同试验件测试安装座大小和防错结构略有不同，油路气路方位及支板个数混乱，导致车台管路安装困难，加大管路错接风险。

7、3)胶皮连接结构减振效果有限，且存在密封困难以及进气段负压较大时出现胶皮撕裂的情况。

技术实现思路

1、本发明目的在于提供一种通用化压气机试验件进气系统及其应用，它可以在满足压气机试验件基本需求及不影响气动性能的前提下兼容宽流量范围压气机，降低试验件振动风险，加强封严效果。为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

2、一种通用化压气机试验件进气系统，所述系统包括车台进气段、柔性连接段和试验件进气段，其中，

3、所述车台进气段一端连接车台，另一端与所述柔性连接段的一端连接；

4、所述柔性连接段的另一端与所述试验件进气段的一端连接；

5、所述试验件进气段的另一端连接压气机试验件。

6、进一步地，所述车台进气段包括车台进气机匣和测试安装座的集成结构，其中，所述测试安装座集成设置在车台进气机匣外侧。

7、进一步地，所述车台进气机匣通过配合面a与车台连接，且车台进气机匣与车台连接后不再拆分。

8、进一步地，所述柔性连接段包括波纹管，所述波纹管的变形量δl=0.3～2mm，轴向力承力范围f＝3000～6000n。

9、进一步地，所述波纹管包括波纹管外环和波纹管内环，其中，所述波纹管外环一端通过配合面b与车台进气机匣的另一端连接，所述波纹管外环的另一端通过配合面e与波纹管内环连接。

10、进一步地，所述波纹管外环包括多个交错设置的上波纹和多个下波纹，其中，上波纹半径为10-40mm，下波纹半径为5-30mm。

11、进一步地，所述波纹管内环的端面d和车台进气机匣端面c配合连接；端面d的侧边与端面c根部处轴向有3～5mm的间隙。

12、进一步地，试验件进气段包括进气机匣和进气锥，其中，

13、所述进气机匣一端通过止口f与波纹管内环的间隙配合，间隙范围0.1～0.2mm；所述止口f的锥面上设置有卡箍；

14、所述进气机匣的另一端通过通用进气段与压气机试验件连接；

15、进气锥通过所述进气机匣的内环配合面与所述进气机匣连接。

16、进一步地，所述进气机匣内部设置有多个支板；

17、所述支板设置有与车台设备连接的进油油路、回油油路、通大气气路和引气支路。

18、进一步地，所述支板的个数为奇数。

19、进一步地，与压气机试验件连接的所述进气机匣端面的半径r1=130～160mm，r2=50～80mm，

20、所述压气机试验件的进气流道半径范围为r3=100～160mm，r4=40～80mm，进气流量3～12kg/s。

21、如上所述的一种通用化压气机试验件进气系统在验证航空发动机压气机及压气机试验件性能和结构中的应用。

22、本发明的技术效果和优点：

23、本发明主要设计了一种模块化程度高、可覆盖范围宽泛的通用化压气机试验件进气系统，可有效从设计源头提升设计效率、降低设计成本、减小研制周期。1)本发明有较强的通用性，将传统的测试模块、进气模块、滑油模块进行集成，在满足压气机试验件基本需求及不影响气动性能的前提下，有宽泛的使用范围。

24、2)通用化设计为设计人员提供了标准化设计，可有效减少试验件低层次质量和装配问题，加快设计和试验推进进度；

25、3)本发明的柔性转接段起到了减小连接刚度降低共振风险的功能，并针对通用化匹配需求，设计了大间隙配合面，保证车台与不同试验件安装同心需求；

26、4)本发明的进气机匣为卡箍封严，转接简易可靠，其5支板设计也可以降低共振风险。

27、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书以及附图中所指出的结构来实现和获得。

技术特征：

1.一种通用化压气机试验件进气系统，其特征在于，所述系统包括车台进气段、柔性连接段和试验件进气段，其中，

2.根据权利要求1所述的一种通用化压气机试验件进气系统，其特征在于，

3.根据权利要求2所述的一种通用化压气机试验件进气系统，其特征在于，

4.根据权利要求1所述的一种通用化压气机试验件进气系统，其特征在于，

5.根据权利要求4所述的一种通用化压气机试验件进气系统，其特征在于，

6.根据权利要求5所述的一种通用化压气机试验件进气系统，其特征在于，

7.根据权利要求5所述的一种通用化压气机试验件进气系统，其特征在于，

8.根据权利要求5所述的一种通用化压气机试验件进气系统，其特征在于，

9.根据权利要求8所述的一种通用化压气机试验件进气系统，其特征在于，

10.根据权利要求9所述的一种通用化压气机试验件进气系统，其特征在于，

11.根据权利要求8所述的一种通用化压气机试验件进气系统，其特征在于，

12.如权利要求1-11任一项所述的一种通用化压气机试验件进气系统在验证航空发动机压气机及压气机试验件性能和结构中的应用。

技术总结
本发明涉及航空发动机/燃气轮机压气机技术领域，尤其涉及一种通用化压气机试验件进气系统及其应用，所述系统包括车台进气段、柔性连接段和试验件进气段，其中，所述车台进气段一端连接车台，另一端与所述柔性连接段的一端连接；所述柔性连接段的另一端与所述试验件进气段的一端连接；所述试验件进气段的另一端连接压气机试验件。本发明主要设计了一种模块化程度高、可覆盖范围宽泛的通用化压气机试验件进气系统，可有效从设计源头提升设计效率、降低设计成本、减小研制周期。

技术研发人员：王颖,查小晖,冯凯凯,史善广,王国文,姚宏健
受保护的技术使用者：中国航发湖南动力机械研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/5/16