一种航空发动机环境试验用可控冰雹发射装置及控制方法与流程

本发明涉及航空发动机环境吞咽试验与适航符合性验证领域。

背景技术：

航空发动机工作时极易遭遇吸入冰雹及冰雹风暴的工况，严重影响安全工作，世界通行的发动机适航条例规定了航空发动机产品必须进行包括吞咽冰雹及冰雹风暴等在内的环境试验与适航符合性验证。条例规定，在试验与验证中，必须发射一定质量、一定数量、一定速度及持续一定时间的冰雹或冰雹风暴进入发动机，考核期吞咽冰雹后的安全性能，因此，必须发展一类试验及验证用可控冰雹发射装置，保证试验及验证的顺利进行。

技术实现要素：

本发明设计一种航空发动机环境试验用可控冰雹发射装置及控制方法，能够按试验要求可控发射一定数量、一定速度及持续一定时间的冰雹，满足不同的试验需求，本发明可以为航空发动机吞咽冰雹等环境试验与适航符合性验证提供技术服务。

为实现上述目的，本发明航空发动机环境试验用可控冰雹发射装置可采用如下技术方案：

一种航空发动机环境试验用可控冰雹发射装置，包括输送器、接收输送器送出冰雹的冰雹炮、控制装置；所述输送器包括输送管、位于输送管内的螺旋叶片、转轴、电机；螺旋叶片围绕转轴设置，转轴的转动带动螺旋叶片转动；所述输送管在螺旋叶片的输入端设有供冰雹落入螺旋叶片输送空间内的进冰口，输送管在螺旋叶片的输出端设有供冰雹自螺旋叶片中落入冰雹炮中的出冰口；所述转轴通过电机驱动；所述螺旋叶片为等螺距的螺旋叶片；所述冰雹炮包括气室、炮管、连接气室和炮管的文丘里管、连接气室的电控节流阀、位于炮管出射端的测速计；控制装置连接测速计、电控节流阀和电机。

本发明中通过设置的螺旋叶片具有等螺距的特点，采用电驱动螺旋叶片按试验规定的冰雹量和冰雹供弹速度为冰雹炮稳定有效供弹；采用了文丘里管引射装置使装填后的冰雹能快速发射；采用了控制装置能够，有效地控制冰雹发射速度与试验要求冰雹密度，按试验或取证要求可控发射冰雹。该装置可为航空发动机环境试验中吞冰雹试验与吞冰雹风暴试验提供可靠的装备。

而本发明中的控制方法可采用以下技术方案：

首先通过冰雹炮发射冰雹，并将测速计测得的冰雹速度及单位时间内通过的冰雹个数数据反馈回控制装置，且通过控制装置控制电控节流阀而调整气室的连续供气压力，调整气流速度并使冰雹实际发射速度达到预设值；另外，调整电机的电流大小而控制转轴转速，调整单位时间内冰雹装填的速度使单位时间内实际发射的冰雹数达到预设值。

该控制方法在上述冰雹发射装置的基础上，测速计将测量得到的冰雹速度与单位时间内通过冰雹个数数据反馈回控制装置，来控制空气炮发射速度，同时配合调节输送器中转轴转速来控制单位时间内输入冰雹的数量，而实现按试验要求稳定供弹和发射。

附图说明

图1是本发明航空发动机环境试验用可控冰雹发射装置的结构示意图。

图2是本发明中冰雹炮的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明航空发动机环境试验用可控冰雹发射装置的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

请参阅图1及图2所示，本发明公开一种航空发动机环境试验用可控冰雹发射装置，包括输送器1、接收输送器1送出冰雹2的冰雹炮3、控制装置4(在本实施方式中，控制装置为PLC控制模块)。

其中，所述输送器1包括输送管11、位于输送管11内的螺旋叶片12、转轴13、电机14。螺旋叶片12围绕转轴13设置。所述转轴13通过电机14驱动。转轴13的转动带动螺旋叶片12转动。所述输送管11在螺旋叶片12的输入端设有供冰雹2落入螺旋叶片12输送空间内的进冰口14。输送管11在螺旋叶片12的输出端设有供冰雹2自螺旋叶片中落入冰雹炮3中的出冰口15。在本实施方式中，为了能够使螺旋输送器可以保证按预设量输送冰雹并有规律地装填冰雹弹，而螺旋叶片为硅胶材料，输送管内壁内表面设有硅胶内衬；最大限度地保证冰雹输送过程中的润滑与完整性。其他管道内壁喷涂四氟乙烯涂层。

所述冰雹炮3包括气室31、炮管32、连接气室31和炮管32的文丘里管33、连接气室31的电控节流阀34、位于炮管出射端的测速计35。其中电控节流阀34外接高压气源以提供炮管发射作业的动力。而控制装置4连接测速计35、电控节流阀34和电机14。且控制装置4通过继电器与电机14连接。控制装置4能够接收测速计35检测到的数据信息，并控制电控节流阀34的开口程度来调整气室的连续供气压力。所述冰雹炮3还设有装填装置36及文丘里管引射段37，所述装填装置36包括位于出冰口15下方的漏斗38、连接漏斗38下方并延伸入文丘里管引射段37中的引管39。通过漏斗38接住至出冰口15落下的冰雹2并导引至引管39中，再通过引管39进入文丘里管引射段37中准备发射。

另外，在本实施方式中，所述输送管11的延伸方向与炮管32的延伸方向互相垂直，炮管32位于输送管11的下方。这样便于在一条输送管11下方设置多个炮管32。即如图1所示，所述输送管11中设有若干个螺旋叶片12，且对应每个螺旋叶片12均设有一个进冰口14和出冰口15。所述若干个螺旋叶片12同轴设置且通过同一个转轴13的带动转动。所述冰雹炮3同样设有若干个，且每个冰雹炮3与每个出冰口15一一对应设置。从而，可以根据试验要求的冰雹炮门数及炮管位置分布，设置实际进冰口与出冰口，符合试验需求。而所述输送管11底部还设有余料回收口16，设螺旋叶片12的推动方向为前方，所述余料回收口16位于出冰口15前方，用以在试验结束后将在输送管11中的多余的冰雹2回收出来。

以上为本发明航空发动机环境试验用可控冰雹发射装置的优选实施方式，本发明公开冰雹发射装置的控制方法为：首先通过冰雹炮发射冰雹，并将测速计测得的冰雹速度及单位时间内通过的冰雹个数数据反馈回控制装置，且通过控制装置控制电控节流阀而调整气室的连续供气压力，调整气流速度并使冰雹实际发射速度达到预设值；另外，调整电机的电流大小而控制转轴转速，调整单位时间内冰雹装填的速度使单位时间内实际发射的冰雹数达到预设值。

另外，本发明的具体实现方法和途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。