一种模拟多种机动飞行的转子实验装置

本发明属于航空发动机转子振动实验，特别涉及一种模拟多种机动飞行的转子实验装置。

背景技术：

1、机动飞行是指飞机在空间中不断改变运动状态，包括速度、加速度、角速度和角加速度的一种飞行过程，是衡量战斗机性能的一项重要指标。一些航展的花式表演，或空战中为达到快速占据有利位置的需要，对飞机机动性能的要求越来越高。在极端的机动飞行环境中，飞机发动机不仅会受到自身各种激励源的作用，还承受高机动飞行惯性载荷，因此极易发生振动故障，进而导致发动机损坏、熄火等，甚至导致机毁人亡。转子系统是飞机发动机的核心构件，因此机动飞行环境下转子系统的试验研究尤为重要，仅采用理论建模的方法，试验研究相对匮乏，而试验台可以更精确地模拟转子在特定机动飞行动状态下的振动特性。目前，现有试验台并不能模拟惯性载荷下的各种机动飞行状态，导致实验结果不准确。

技术实现思路

1、为了解决以上问题，本发明提供了一种模拟多种机动飞行的转子实验装置。

2、为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

3、一种模拟多种机动飞行的转子实验装置，包括转子试验台及其上的转子组件，所述转子试验台的下方依次设有第二平台和第一平台，所述转子试验台与第二平台之间设有用于驱动转子试验台调整俯仰角度的升降机构，所述第二平台与第一平台之间设有用于驱动第二平台旋转的旋转机构，所述第一平台通过滑块与滑轨机构相连，通过升降机构、旋转机构及滑轨机构能够模拟惯性荷载作用下俯仰、滚转及偏航的机动飞行环境；所述转子试验台上还设有用于对转子组件润滑的滑油组件及用于测量并分析转子动力学特性的测量组件。

4、进一步的，所述转子组件包括低压转子转盘和高压转子转盘，所述低压转子转盘套装固定于低压转轴上，所述低压转轴的两端与第一支撑座转动配合，所述低压转轴由低压转子电机驱动；所述高压转子转盘套装固定于高压转轴上，所述高压转轴的端部与第二支撑座转动配合，所述高压转轴由高压转子电机驱动；所述滑油组件设置于高压转轴与第二支撑座的配合处，所述滑油组件用于对高压转轴进行减振；所述第一支撑座及第二支撑座均设置于转子试验台上。

5、进一步的，所述高压转轴为空心轴，所述低压转轴贯穿高压转轴设置，所述高压转轴与低压转轴之间设有中介轴承；所述高压转轴两侧的低压转轴上均设有低压转子转盘，所述低压转子电机设置于低压转轴的一端；所述高压转轴的一端通过传动件与高压转子电机相连，所述高压转轴上设有两个高压转子转盘，且两个高压转子转盘对称设置于高压转轴的两端。

6、进一步的，所述高压转轴的一端通过高压转子联轴器与传动轴相连，所述传动轴的另一端通过传动件与高压转子电机相连，所述高压转子联轴器的两端分别设有第二支撑座，一个第二支撑座用于支撑传动轴，另一个第二支撑座用于支撑高压转轴；所述传动轴为空心轴，所述低压转轴依次贯穿传动轴以及高压转轴内的中介轴承。

7、进一步的，所述滑油组件包括供油电机、导入管、导出管和挤压油膜阻尼器，所述挤压油膜阻尼器设置于第二支撑座顶部安装高压转轴的轴承孔内，所述挤压油膜阻尼器分别通过导入管和导出管与供油电机相连，所述供油电机与供油控制器相连。

8、进一步的，所述测量组件包括传感器、数据采集仪和计算机，所述传感器对应设置于安装挤压油膜阻尼器的第二支撑座的顶部；所述传感器与数据采集仪相连，所述数据采集仪与计算机相连，通过计算机能够分析采集的数据。

9、进一步的，所述升降机构包括升降杆及升降部件，所述升降杆分两组设置于转子试验台的两端，所述升降部件用于驱动升降杆升降，所述升降部件与高度控制器相连。

10、进一步的，所述旋转机构包括转台和用于驱动转台旋转的旋转部件，所述转台设置于第二平台与第一平台之间，所述旋转部件与角度控制器相连。

11、进一步的，所述滑轨机构包括滑轨、滑块驱动电机、传送带和传送带固定组件，所述滑轨设置于基座的顶部，所述滑块能够沿着滑轨移动，所述滑块的顶部通过可拆卸组件与第一平台相连，所述滑块的底部与传送带相连，所述滑块驱动电机能够驱动滑块及传送带运行；所述传送带通过传送带固定组件固定在基座上。

12、进一步的，所述滑轨为两根，两根滑轨并列设置于基座的顶部，所述基座的侧面设有环形的传送带，所述滑块驱动电机的输出端设有主动轮，所述主动轮上的齿形能够与传送带的内侧齿形配合。

13、本发明与现有技术相比，所取得的技术进步在于：

14、本实验装置通过滑轨机构调节滑块的速度及加速度，从而模拟惯性载荷作用中各种速度与加速度下的复杂机动飞行环境，通过滑油组件进行减振并分析挤压油膜对机动飞行中转子的影响；利用升降机构模拟惯性载荷作用下俯仰、滚转的机动飞行环境，通过旋转机构调节运动前及运动过程中转子组件的角速度和角加速度，从而模拟惯性载荷作用下偏航的机动飞行环境；最后利用测量组件记录实验数据并进行动力学特性分析。采用本发明能够模拟惯性载荷作用下俯仰、滚转、偏航的复杂机动飞行情况，试验结构更准确，为转子系统的试验研究提供实验数据支持。

技术特征：

1.一种模拟多种机动飞行的转子实验装置，其特征在于：包括转子试验台及其上的转子组件，所述转子试验台的下方依次设有第二平台和第一平台，所述转子试验台与第二平台之间设有用于驱动转子试验台调整俯仰角度的升降机构，所述第二平台与第一平台之间设有用于驱动第二平台旋转的旋转机构，所述第一平台通过滑块与滑轨机构相连，通过升降机构、旋转机构及滑轨机构能够模拟惯性荷载作用下俯仰、滚转及偏航的机动飞行环境；所述转子试验台上还设有用于对转子组件润滑的滑油组件及用于测量并分析转子动力学特性的测量组件。

2.根据权利要求1所述的一种模拟多种机动飞行的转子实验装置，其特征在于：所述转子组件包括低压转子转盘和高压转子转盘，所述低压转子转盘套装固定于低压转轴上，所述低压转轴的两端与第一支撑座转动配合，所述低压转轴由低压转子电机驱动；所述高压转子转盘套装固定于高压转轴上，所述高压转轴的端部与第二支撑座转动配合，所述高压转轴由高压转子电机驱动；所述滑油组件设置于高压转轴与第二支撑座的配合处，所述滑油组件用于对高压转轴进行减振；所述第一支撑座及第二支撑座均设置于转子试验台上。

3.根据权利要求2所述的一种模拟多种机动飞行的转子实验装置，其特征在于：所述高压转轴为空心轴，所述低压转轴贯穿高压转轴设置，所述高压转轴与低压转轴之间设有中介轴承；所述高压转轴两侧的低压转轴上均设有低压转子转盘，所述低压转子电机设置于低压转轴的一端；所述高压转轴的一端通过传动件与高压转子电机相连，所述高压转轴上设有两个高压转子转盘，且两个高压转子转盘对称设置于高压转轴的两端。

4.根据权利要求3所述的一种模拟多种机动飞行的转子实验装置，其特征在于：所述高压转轴的一端通过高压转子联轴器与传动轴相连，所述传动轴的另一端通过传动件与高压转子电机相连，所述高压转子联轴器的两端分别设有第二支撑座，一个第二支撑座用于支撑传动轴，另一个第二支撑座用于支撑高压转轴；所述传动轴为空心轴，所述低压转轴依次贯穿传动轴以及高压转轴内的中介轴承。

5.根据权利要求4所述的一种模拟多种机动飞行的转子实验装置，其特征在于：所述滑油组件包括供油电机、导入管、导出管和挤压油膜阻尼器，所述挤压油膜阻尼器设置于第二支撑座顶部安装高压转轴的轴承孔内，所述挤压油膜阻尼器分别通过导入管和导出管与供油电机相连，所述供油电机与供油控制器相连。

6.根据权利要求5所述的一种模拟多种机动飞行的转子实验装置，其特征在于：所述测量组件包括传感器、数据采集仪和计算机，所述传感器对应设置于安装挤压油膜阻尼器的第二支撑座顶部；所述传感器与数据采集仪相连，所述数据采集仪与计算机相连。

7.根据权利要求1所述的一种模拟多种机动飞行的转子实验装置，其特征在于：所述升降机构包括升降杆及升降部件，所述升降杆分两组设置于转子试验台的两端，所述升降部件用于驱动升降杆升降，所述升降部件与高度控制器相连。

8.根据权利要求1所述的一种模拟多种机动飞行的转子实验装置，其特征在于：所述旋转机构包括转台和用于驱动转台旋转的旋转部件，所述转台设置于第二平台与第一平台之间，所述旋转部件与角度控制器相连。

9.根据权利要求1所述的一种模拟多种机动飞行的转子实验装置，其特征在于：所述滑轨机构包括滑轨、滑块驱动电机、传送带和传送带固定组件，所述滑轨设置于基座的顶部，所述滑块能够沿着滑轨移动，所述滑块的顶部通过可拆卸组件与第一平台相连，所述滑块的底部与传送带相连，所述滑块驱动电机能够驱动滑块及传送带运行；所述传送带通过传送带固定组件固定在基座上。

10.根据权利要求9所述的一种模拟多种机动飞行的转子实验装置，其特征在于：所述滑轨为两根，两根滑轨并列设置于基座的顶部，所述基座的侧面设有环形的传送带，所述滑块驱动电机的输出端设有主动轮，所述主动轮上的齿形能够与传送带的内侧齿形配合。

技术总结
本发明公开了一种模拟多种机动飞行的转子实验装置，属于航空发动机转子振动实验技术领域，包括转子试验台及转子组件，转子试验台下方依次设有第二平台和第一平台，转子试验台与第二平台之间设有升降机构，第二平台与第一平台之间设有旋转机构，转子试验台上还设有滑油组件及测量组件。通过滑轨机构来模拟复杂的机动飞行环境，通过滑油组件进行减振并分析挤压油膜对转子的影响；利用升降机构模拟惯性载荷作用下俯仰、滚转的机动飞行环境，通过旋转机构模拟惯性载荷作用下偏航的机动飞行环境；最后利用测量组件记录实验数据并进行动力学特性分析。本发明能够模拟惯性载荷作用下多种机动飞行情况，为转子系统的试验研究提供实验数据支持。

技术研发人员：高天,孙储仪,袁思敏,宋康宁
受保护的技术使用者：石家庄铁道大学
技术研发日：
技术公布日：2024/4/24