航空发动机小扰动叶型受感部设计及试验研究

对航空发动机级间性能参数测试的小扰动叶型受感部进行数值模拟研究和校准试验研究。数值模拟研究结果表明,带B型整流罩的叶型受感部对流场的影响更小;校准试验研究表明,B型叶型受感部的总压特性较好,不敏感角范围为-30°~10°,总压测量误差绝对值不大于0.1%。根据数值模拟和校准试验研究结果,寻求某型航空发动机小扰动叶型受感部的最优设计方案,并在该型发动机整机全流程参数测量试验中进行试验应用,试验结果为该型发动机的性能验证、改进、改型提供了重要的技术支撑。

3D打印在航空发动机压力受感部设计中的优势

为解决航空发动机压力测量受感部研制过程中存在周期长、尺寸大和质量大的问题,采用3D打印技术开展航空发动机压力测量受感部制造方法研究。通过三维建模、切片离散、叠加打印、后期处理、精加工等流程制作压力受感部,并进行质量考核试验,通过考核后配装发动机使用。结果表明:采用3D打印技术制作压力受感部周期短、结构质量轻,受感部满足GJB150.16A—2009规定的振动耐久性试验考核要求,满足飞行试验装机使用条件,受感部可以达到预期使用寿命。形成一套基于3D打印技术的受感部设计和考核方法,未来3D打印技术在航空发动机受感部小型化、轻量化方面有广阔的应用前景。

燃气轮机无冷却高温受感部设计及应用

针对某型燃气轮机低排放燃烧室出口温度场测量无法采用常规气冷受感部的实际问题,基于高温陶瓷复合材料设计并应用了一种无冷却高温受感部。通过对高温陶瓷复合材料进行力学性能试验、氧化规律试验,首次将该材料应用于受感部主要承力部件,降低了设计及装配复杂度,避免了在试验过程中引入冷却介质、过多占用台架资源的问题,同时通过“内埋”式屏蔽罩设计提高了受感部的测试精度,计算结果表明:受感部的综合误差满足±1%的测试精度要求。燃烧室温度场测量试验结果表明:高温陶瓷复合材料能够在1200℃以上的高温环境下作为受感部主要承力部件使用,且温度数据变化情况与试验状态变化情况一致,能够反映燃烧室出口温度分布规律。

基于NX的航空发动机测试受感部参数化设计

为了缩短航空发动机测试受感部的设计周期,提出了参数化设计方法。基于结构尺寸参数化,采用NX表达式建模方式,构建不同结构特征的受感部参数化模型,并在Teamcenter中建立受感部参数化模型库。采用C#语言对NX进行二次开发,构建模型检索和重用、数值仿真、仿真报告生成等功能集成模块,最终建立了受感部参数化设计系统,提高了受感部的设计效率。

叶型受感部设计及结构优化

设计了用于航空发动机压气机级间参数测量的叶型受感部。通过风洞校准试验,得出在不同来流速度条件下,压力叶型受感部的不敏感角范围及总压测量误差和温度叶型受感部的总温测量误差,确定了影响叶型受感部测量准确度的主要因素。在试验结果的基础上,对叶型受感部结构进行了优化。

燃气轮机涡轮出口温度受感部故障分析与改进设计

详细介绍了某型燃气轮机低压涡轮出口温度受感部设计、技术改进和随机验证等情况。通过对受感部的内部结构、故障、使用环境等进行分析,给出了影响受感部寿命的重要因素,并提出燃气轮机长寿命受感部的改进设计方法。结果表明:改进设计的低压涡轮出口受感部的使用寿命由原几十小时延长至上万小时。

涂覆焊技术在航空发动机受感部安装中的应用研究

为满足发动机测试技术发展的需求,解决发动机测试改装和安装带来的流场扰动问题,分析了设备参数对涂覆焊效果的影响,开展了涂覆焊技术的应用研究,获取了可靠的测试数据,从而实现了发动机测试受感部的埋设式安装,避免了测试对发动机气动性能的影响,保证了发动机结构的气密性,保障了后续试验试车的效果和发动机的安全性。

多级轴流压气机级间参数测试的叶型受感部设计

针对某重型燃气轮机压气机的模化机级间测试需要,完成了压气机4级叶型受感部的设计,测点按流线布置在各级静叶前缘处,能够进行动叶出口的总压、总温测量,用于分析压气机的性能及内部流场特性。

用于高空台标定的温度受感部校验研究

介绍高空台标定用三种电偶结构设计,论述了电偶恢复系数、时间常数、标定方法,并通过电偶在北京第304研究所RD—02常温校准风洞标定结果,分析了三种电偶在标定过程中存在的问题及结构上考虑的不足,提出改进方法。

基于真实机匣振动的受感部振动环境试验方法研究

针对航空发动机机载部件,通常是基于发动机转子基频来设计“随机+随机”振动考核试验目标谱。但随着航空发动机设计多样性及结构复杂程度的不断增大,发动机主要振动来源不再仅限于转子基频或倍频。通过分析发动机机匣上特定位置的振动信号,将原始振动环境信号进行处理,在振动台上进行振动再现,实现了将真实载荷作为振动考核试验控制谱的振动试验方案设计。研究所得方法为发动机机载受感部振动考核试验提供了设计思路。

多级轴流压气机级间参数测量的试验研究

较详细地介绍了某多级压气机修改前后,利用叶型受感部测取各级转子出口总压、总温分布的试验方法和结果。试验结果证明该方法是可行的,得到的转子出口流场数据是可信的。叶型受感部较大限度地降低了插入式探针对转子出口流场的干扰,为研究多级压气机级间匹配关系探索了一种新的测量方法。

轴流压气机转子内流场试验研究

在1台7级轴流压气机级性能、总性能、静叶角度优化、中间级引气的试验中,利用叶型受感部测取了各级转子出口总压、总温流场;同时采集各级转子后参数与总性能参数,为研究多级压气机级间匹配关系提供了1种可靠的测量方法。级间参数分析对比表明叶型受感部获取的试验数据真实可信。