[发明专利]一种出口面积调节环静力和疲劳试验装置

说明书

本申请属于航空发动机领域，特别涉及一种出口面积调节环静力和疲劳试验装置；属于本发明设计了出口面积调节环(A9环)静力和疲劳试验装置，并提出相应的试验加载方法，该试验装置可以模拟出口面积调节环(A9环)边界条件，可以适合不同类型的试验(静力和疲劳)和不同型号的出口面积调节环(A9环)的试验，通用性强，降低试验成本，提高试验效率。

技术领域

本申请属于航空发动机领域，特别涉及一种出口面积调节环静力和疲劳试验装置。

背景技术

近年来随着第四代战斗机的迅猛发展，飞机对航空发动机的性能要求越来越高。航空发动机矢量喷管技术的出现，大大提升了先进战机过失速机动、短距起降的飞行能力。采用矢量推力的航空发动机有以下优点：

1)缩短起降的滑跑距离；

2)在全飞行高度上，具有较高的瞬时转弯速率，具有很高的机动性和敏捷性；

3)可以减少控制翼面的面积和阻力；

4)在低速区和超音速区改善发动机熄火可恢复性，以及改善涡旋失速的可恢复性。

5)较少配平阻力，并放宽了超音速机翼的设计限制。

国外在矢量喷管技术领域开展研究较早，目前，美国和俄罗斯掌握着该领域的核心关键技术，此外德国、英国、西班牙、法国、以色列、瑞典等也在部分领域取得了重要进展。矢量喷管按工作原理主要可分为：机械式、气动射流式、等离子射流式、合成射流方式，目前工程应用较多的是机械式矢量喷管。机械式矢量喷管控制技术(TVC-Technical ofVector-nozzle Control)又可细分为四种：(1)二元收扩矢量喷管控制技术(2DCD-2Dimensional Convergence Diffusion)；(2)俯仰式轴对称矢量喷管控制技术；(3)球面收敛调节片式矢量喷管控制技术(SCFN)； (4)轴对称矢量喷管控制技术(Axial-SymmetricVectoring Exhaust Nozzle， AVEN)。其中二元矢量喷管和轴对称矢量喷管控制技术现在较流行，多国正在开展研究。

AVEN矢量喷管是目前主流的一种航空发动机矢量推力控制机构。典型AVEN装置主要包含：机匣、伺服作动筒、喉道面积调节环(A8环)、出口面积调节环(A9环)、连杆、收敛调节片、扩张调节片、收敛段密封片、扩张段密封片、外整流罩等构件组成，如图4所示，A8环驱动收敛调节片，控制发动机喷管喉道面积；A9环和A8环联合驱动扩张调节片，控制矢量喷管出口面积和矢量偏转角。

A8环调节原理：发动机喉道处面积调节是通过A8环调节实现。A8 环只作轴向输出，不旋转，因此伺服作动筒运动同步。A8面积调节原理： A8伺服作动筒同步输出位移，驱动A8环沿发动机轴向运动，环上的滚子在收敛调节片的凸轮曲面运动，带动收敛调节片绕其与机匣连接的轴线转动实现A8面积收放。发动机喉道处气动压力比较大，在气动力作用下，A8环中心可以自动平衡在发动机轴线上。

A9环调节原理：A9环实际自由度是3，即：沿发动机轴线的移动和 2个与发动机轴线方向的旋转。A9环调节包括A9出口面积和矢量偏转角度调节。A9面积调整原理：A9伺服作动筒沿发动机轴向同步输出位移，并联A9环、A8环和机匣之间的RSRR-RRR空间运动链调节扩张调节片收扩，实现A9面积控制。A9矢量偏转原理：A9环驱动伺服作动筒位移输出不相等时，A9环法线相对发动机轴线形成偏转角度，A9环通过R 副连接拉杆相对发动机轴线产生切向偏转，并带动扩张叶片切向偏转，使A9矢量偏转。

查询已有的文献和公开的资料，喉道面积调节环(A8环)试验装置已有多项专利，如《一种喉道面积调节环疲劳寿命试验装置》(公开号： CN210123341U)和《一种矢量喷管环强度试验器》(公开号： CN204556245U)等，但未查到关于出口面积调节环(A9环)试验装置和加载方法的相关文献或资料。

发明内容