涡轴发动机试车引射筒紧急封闭装置的制作方法

本实用新型属于航空发动机整机试车技术领域，涉及到一种涡轴发动机试车引射筒紧急封闭装置。

背景技术：

航空发动机是一种高度复杂和精密的热力机械，被誉为“工业之花”，它直接影响飞机的性能、可靠性及经济性。航空发动机作为复杂的动力装置，其内部的气动、热力和结构特性非常复杂，因此对其工况尚不能从计算上给予详尽准确的描述，必须依靠试验来获得相关数值。

航空发动机试验，是指利用专门的试验和测试设备检验发动机的性能、可靠性和耐久性的实验，全台发动机的试验又称发动机试车。试验测试技术是发展先进航空发动机的关键技术之一，试验测试结果既是验证和修改发动机设计的重要依据，也是评价发动机部件和整机性能的重要判定条件。据统计，一型航空发动机研制工作一般需要进行不少于10000小时的整机试车。根据gjb242-87《航空涡桨涡轴发动机通用规范》及ccar-33《中国民用航空规章第33部航空发动机适航标准》，涡轴发动机需进行整机试车和零部件试验。

在涡轴发动机试车过程中，需要引射试车间的空气以降低发动机排气温度，因此试车间内的气流存在一定流速。涡轴发动机试车需要使用航空燃油，消防上一般在试验发动机位置设计局部二氧化碳气体灭火。当火情发生时，一方面紧急停车并切断燃油供给，一方面向发动机位置喷射二氧化碳达到淹没发动机并熄灭火焰的效果。

因发动机紧急停车的时间一般需要十到二十秒，在此期间发动机尾流持续存在，试车间气流将持续引射。在此过程中喷洒的二氧化碳将随着引射气流经由引射筒排出试车间，大幅削弱灭火效果。另一方面，若在发动机尚未完全停车的状态下突然完全封闭引射筒强行截断发动机尾流与引射流，可能导致发动机排气不畅，严重时甚至损伤试验发动机结构。

如在某研究所的某型涡轴发动机的试车过程中，燃油管路裂纹导致燃油泄露，因燃油压力较高，故燃油喷出裂纹时，影响范围很大且雾化效果好。当燃油油雾被引燃后，火势呈现爆燃状，异常迅猛。因引射气流作用，火焰向引射筒位置扩散，进一步扩大了影响范围；另一方面，喷洒的二氧化碳一部分随着引射气流排出了试车间，未能及时对发动机进行全淹没，导致火情无法及时扑灭。

技术实现要素：

本实用新型旨在提供一种涡轴发动机试车引射筒紧急封闭装置，克服上述已有技术的难题，当试验发动机起火时，能以最快的速度将试验发动机完全淹没，扑灭火情。

本实用新型的技术方案：

涡轴发动机试车引射筒紧急封闭装置，包括挡板、铰链、支撑架。铰链安装于尾喷管出口处，挡板安装在铰链上且可绕铰链转动。挡板呈曲面，由轻质合金制成，其未固定端呈翘曲状。铰链和挡板沿的尾喷管出口周向布置六处。支撑架一段固定在引射筒入口边缘，另一端固定在挡板上；支撑架由低熔点合金制成。

本实用新型装置可用于涡轴发动机整机地面台架试车。实用新型的有益效果：在火情发生时，利用火焰温度实现装置对引射筒的部分覆盖，从而在不影响发动机尾流的情况下迅速将试车间引射气流流速骤减至零，控制火势在最小范围，保证喷洒的二氧化碳能够以最快的速度将试验发动机完全淹没，扑灭火情。本实用新型结构简单可靠，仅需将装置加装至尾喷管位置即可使用，不影响发动机的正常试车，火情发生时响应迅速，不影响发动机尾流排放，不损伤试验发动机和工艺设备结构，不需要对原有试车台消防灭火系统进行改造，仅需重新设置支撑架后即可重复使用，成本低廉，效果显著。

附图说明

图1为正常试车状态下的装置结构示意图。

图2为a向视角正常试车状态下的装置结构示意图。

图3为b向视角正常试车状态下的装置结构示意图。

图4为发生火情后的装置结构示意图。

图5为c向视角发生火情后的装置结构示意图。

图6为d向视角发生火情后的装置结构示意图。

图中：1-挡板，2-铰链，3-支撑架，4-尾喷管，5-引射筒。

具体实施方式

下面结合附图对本设计做进一步说明。

图1~图3所示，涡轴发动机试车引射筒紧急封闭装置，包括1-挡板，2-铰链，3-支撑架，4-尾喷管，5-引射筒。1-挡板共6块，3-支撑架共6块。2-铰链安装于4-尾喷管的出口处，1-挡板的一端安装在2-铰链上且可绕2-铰链转动。1-挡板呈曲面，其未固定端呈翘曲状。1-挡板曲面的弧度与5-引射筒弧度相同。2-铰链和4-挡板沿的尾喷管出口周向布置六处。3-支撑架由低熔点合金制成，一段固定在5-引射筒入口边缘，另一端固定在1-挡板上。在正常试车过程中，3-支撑架固定支撑在1-挡板上，使之紧贴在4-尾喷管外侧，5-引射筒完全开放，发动机4-尾喷管气流正常引射，引射气流进入5-引射筒排出试车间。

图4~图6所示，当试车间发生火灾紧急情况时，由低温合金制成的3-支撑架在火焰的作用下熔断，引射气流对带有翘曲边沿的1-挡板产生翻转力矩，使之绕2-铰链转动从部分而遮盖住5-引射筒，完成紧急封闭，在不影响发动机尾流的情况下将引射气流流速骤减至零，使二氧化碳气体能够以最快的速度淹没试验发动机，保证灭火的效果。当火情完全扑灭后，只需要将1-挡板绕2-铰链翻转回紧贴4-尾喷管的位置，重新设置3-支撑架以支撑1-挡板，即可投入下次使用。

技术特征：

1.涡轴发动机试车引射筒紧急封闭装置，其特征在于：包括挡板、铰链、支撑架；铰链安装于尾喷管出口处，挡板安装在铰链上且可绕铰链转动；挡板呈曲面，其未固定端呈翘曲状；铰链和挡板沿的尾喷管出口周向布置六处；支撑架一段固定在引射筒入口边缘，另一端固定在挡板上；支撑架由低熔点合金制成。

技术总结
本实用新型公开了一种涡轴发动机试车引射筒紧急封闭装置。该装置包括挡板、铰链、支撑架、尾喷管、引射筒；铰链安装于尾喷管出口处，挡板一端安装在铰链上且可绕铰链转动；挡板呈曲面，其未固定端呈翘曲状；铰链和挡板沿的尾喷管出口周向布置六处；支撑架由低熔点合金制成，一段固定在引射筒入口边缘，另一端固定在挡板上。在正常试车过程中，支撑架固定支撑挡板，发动机尾喷管气流正常引射；当试车间发生火灾紧急情况时，支撑架熔断，挡板在引射气流作用下转动并遮盖住引射筒，完成紧急封闭，在不影响发动机尾流的情况下将引射气流流速骤减至零，保证二氧化碳气体灭火的效果。

技术研发人员：钟霄龙
受保护的技术使用者：中航长沙设计研究院有限公司
技术研发日：2020.05.11
技术公布日：2020.11.13