[发明专利]一种喉道面积测量误差的计算方法

说明书

一种喉道面积测量误差的计算方法，包括如下步骤：将涡轮机匣安装在三坐标测量仪的转台上，涡轮机匣具有导向器；获得导向器的倾斜矢量；获得第一测点集合；获得分度喉道角度；根据倾斜矢量和第一测点集合得到第二测点集合；将第一测点集合以及第二测点集合分别代入喉道面积计算公式，计算两者的差值得到喉道面积测量误差。

技术领域

本发明涉及发动机装配，具体涉及一种喉道面积测量误差的计算方法。

背景技术

燃气流经导向器的收敛形通道中的最小排气边面积称为导向器喉道面积，导向器喉道面积的大小直接影响发动机的性能，实践证明，高压涡轮I级导向器喉道面积及低压涡轮I级导向器喉道面积的变化，对发动机高压转速、推力、M2性能、T4温度、耗油率都有影响，因此发动机叶片的喉道面积是发动机装配,调试的重要参数,喉道面积的测量是叶片装配的关键。叶片通道是由叶片的上下缘板和每两个叶片叶身型面之间构成的空间曲面通道。研究设计的喉道面积测具能准确地检测每个通道窗口间规定截面的通道宽度尺寸和上下缘板的通道高度尺寸从而计算出叶片的喉道面积，喉道面积的流量与发动机的推力有关，通过喉道面积测具获取叶片通道排气量均匀性是对发动机性能分析的关键。

目前测量喉道面积常用的方法是使用三坐标测量仪进行测量，测量过程为将转台放置在三坐标测量仪上，然后将具有导向器组件的涡轮机匣单元体放置在转台上，进行调心，即将导向器的中心与转台中心对齐，然后使用三坐标测量第一个窗口的面积，测量完成后，控制转台运动一个分度角相后，测量下一个窗口的面积。

根据实际测量过程中的误差分析，发明人发现试验得到的测量结果存在误差。

发明内容

本发明的目的是提供一种喉道面积测量误差的计算方法，用于对涡轮导向器喉道面积的测量结果进行误差分析，以减小试验误差。

上述喉道面积测量误差的计算方法包括如下步骤：将涡轮机匣安装在三坐标测量仪的转台上，所述涡轮机匣具有导向器；获得所述导向器的倾斜矢量；获得第一测点集合；获得分度喉道角度；根据所述倾斜矢量和所述第一测点集合得到第二测点集合，所述第二测点集合通过如下公式得到：

{G}＝R₁^-1R^-1R₁R{E}

其中，β为所述分度喉道角度，v_y为所述倾斜矢量在y方向上的分量，v_z为所述倾斜矢量在z方向上的分量，{E}为所述第一测点集合，{G}为所述第二测点集合；

将所述第一测点集合以及所述第二测点集合分别代入喉道面积计算公式，计算两者的差值得到喉道面积测量误差。

在一个或多个实施方式中，所述倾斜矢量通过如下步骤得到：利用所述三坐标测量仪，以所述导向器的基准平面为参照建立测量坐标系；转动所述转台，得到所述转台的转动轴线；所述测量坐标系相对于所述转动轴线的单位方向矢量即为所述倾斜矢量。

在一个或多个实施方式中，所述倾斜矢量通过如下步骤得到：转动所述转台；在转动过程中，测量所述导向器的基准平面相对于所述转台的转动平面的端跳值；获得所述基准平面相对于所述转动平面的倾斜量和低点角相；获得所述基准平面的跳动测量直径；通过如下公式得到所述倾斜矢量在x、y、z方向上的分量：

其中，v_x为所述倾斜矢量在x方向上的分量，v_y为所述倾斜矢量在y方向上的分量，v_z为所述倾斜矢量在z方向上的分量，D为所述跳动测量直径，p为所述倾斜量，u为所述低点角相。

在一个或多个实施方式中，在测量过程中，考虑所述第一测点集合以z轴为转动轴转动第一角度λ，所述第二测点集合通过如下公式得到：