[发明专利]一种双轴双涵低速大尺寸变循环压气机试验台

说明书

本发明涉及一种双轴双涵低速大尺寸变循环压气机试验台，属于航空发动机压气机试验技术领域。所述试验台包括：动力系统、测扭仪、双输入套轴双输出传动箱、排气段、联轴器、导叶调节系统、支撑架、滑油系统、电气控制系统、测试系统及进气过滤/消音系统；两套动力系统及测扭仪分别用于高压压气机及低压压气机测量；传动系统采用双输入套轴双输出传动箱；排气段包括内涵排气通道及外涵排气通道，配有节流装置用于及时退喘；导叶调节系统用于工况调节。所述试验台能对不同涵道比、多流路的变循环压气机进行全工况试验，能对压气机中的负荷极限、多级匹配、多流路掺混问题进行试验及参数测量；也能进行单轴、单涵道的高负荷全尺寸高速压气机实验。

技术领域

本发明涉及一种双轴双涵低速大尺寸变循环压气机试验台，属于航空发动机压气机试验技术领域。

背景技术

自适应变循环发动机是军用航空发动机的重点发展方向，其典型特征为多个涵道的基础上通过可调机构来改变发动机涵道比，从而适应亚音速及超音速巡航状态下的推力及油耗要求，兼具大涵道比涡扇发动机低油耗及小涵道比涡扇发动机高推力的特征，技术复杂程度远高于常规发动机。

多涵路压气机试设计技术是自适应变循环发动机的关键设计技术，负荷极限、多级匹配、多流路匹配、多流路掺混等是核心技术难题，是发展变循环发动机叶轮机部件过程中需要重点研究的对象。

建设双轴双涵低速大尺寸压气机试验台，采用气动负荷比拟的方式、以较低的运行功率和费用实现压气机海量参数测量，可突破全尺寸高速压气机关键参数难以测量的技术瓶颈，掌握自适应多涵路压气机的流动机理以及负荷极限、多级匹配、多流路匹配、多流路掺混等关键技术，满足自适应变循环发动机的研制需求。

发明内容

本发明的目的在于针对现有压气机试验台只能对固定热力循环特性的压气机进行试验，在对变涵道比、多流路压气机进行试验时有局限性，且无法精确测量全尺寸高速压气机试验件的大量关键参数，不能满足全尺寸变循环发动机的试验需求的缺陷，提出了一种双轴双涵低速大尺寸变循环压气机试验台。

所述双轴双涵低速大尺寸变循环压气机试验台以低压压气机以及高压压气机为试验件，包括：动力系统、测扭仪、双输入套轴双输出传动箱、排气段、联轴器、导叶调节系统、支撑架、滑油系统、电气控制系统、测试系统以及进气过滤/消音系统；

其中，动力系统的数量为两套，包括低压压气机动力系统和高压压气机动力系统；两套动力系统均采用交流变频拖动系统，分别用于驱动低压压气机和高压压气机；实现压气机对速度控制精确的要求；

其中，低压压气机动力系统包括电机、变频器以及编码器电缆；高压压气机动力系统包括中压开关柜、整流变压器、变频器、异步鼠笼变频电机以及电缆；

其中，异步鼠笼变频电机带旋转编码器；

进一步地，测扭仪的数量为两套：包括低压端测扭仪及高压端测扭仪，且均为法兰式扭矩测量仪，可正反转双向测扭；其中，低压端测扭仪用于低压压气机的扭矩测量，高压端测扭仪用于高压压气机的扭矩测量；

进一步地，双输入套轴双输出传动箱的数量为一套：高压端输入轴通过齿轮减速再增速带动高压端输出轴；低压端输入轴通过齿轮及花键带动低压输出轴，高压轴与低压轴之间通过轴承支撑；用于两套动力系统的功率、转速传递，并将动力轴由平行轴输出转换成套轴输出；

进一步地，排气段包括内涵排气通道以及外涵排气通道。外涵排气通道包括外涵排气机匣、外涵中间传动箱，外涵排气节流装置；内涵排气通道包括内涵排气机匣、内涵中间传动箱，内涵排气节流装置；用于压气机试验件的内、外涵排气；

其中，内涵排气节流装置及外涵排气节流装置包括筒形节气门、三个伺服电机、三个滚珠丝杠副以及三个直线导轨副；

其中，筒形节气门通过三个直线导轨副安装在排气转接段上，以减小滑动阻力，三个步进电机通过滚珠丝杠副驱动节气门在排气转接段出口圆环面上轴向滑动，来进行排气节流；