[发明专利]一种拉进式对转桨扇风洞性能试验及分析方法

说明书

本申请公开了一种拉进式对转桨扇风洞性能试验及分析方法，包括步骤：S1、在无桨叶状态下进行风洞试验验证，试验状态与带桨叶试验件试验要求一致，以获得整流桨帽的阻力，用于桨叶试验参数修正；S2、在带桨叶状态下进行风洞试验验证，获得前排桨叶、后排桨叶的拉力和扭矩，通过整流桨帽的阻力对前排桨叶、后排桨叶的拉力和扭矩进行修正后获得桨叶实际参数。本申请通过上述方法可获得相应类型对转桨扇试验件风洞试验实际性能参数，提高了风洞性能试验精度，从而获得该类型对转桨扇实际性能参数。

技术领域

本申请涉及发动机测试技术领域，特别地，涉及一种拉进式对转桨扇风洞性能试验及分析方法。

背景技术

桨扇发动机兼顾涡扇的高飞行马赫数和涡桨的高推进效率，在节能减排的世界背景下，是未来极具潜力的绿色动力，国外主要的发动机制造商都将其视为未来先进发动机重要发展方向之一。于上世纪80年代，汉密尔顿公司提出对转桨扇技术，并完成整机验证和飞行试验；GE公司发展了无涵道风扇技术，完成地面整机和飞行演示验证；90年代，乌克兰完成对转桨扇发动机型号发展，并配装安-70运输机定型服役；进入21世纪之后，赛峰在欧洲洁净天空计划中研制了推进式开式转子发动机，并在2017年完成了地面露天台架整机验证。

根据安装位置，桨扇发动机分为两类：第一类，拉进式对转桨扇发动机，桨叶在发动机前方，如乌克兰D27；第二类，推进式对转桨扇发动机，桨叶在发动机后方,如GE公司的GE36。对转桨扇气动性能试验验证通常有两条途径：其一，发动机带全尺寸桨扇进行飞行试验，可以获得真实的气动性能，但空中试验存在安全性问题，费用很高，且发动机上布置拉力和扭矩测量装置困难，一般只在定型中进行该项试验；其二，采用缩尺试验件，根据相似理论，利用风洞模拟高空来流条件，进行相关性能验证试验和气动机理试验。

目前国内外螺旋桨或桨扇部件试验件通常采用旋转天平测量拉力和扭矩，由于试验件的结构因素，不同零件结构会给测量数据带来偏差，因而现有技术无法获得桨扇实际性能参数。

发明内容

针对上述技术问题，本申请提供了一种拉进式对转桨扇风洞性能试验及分析方法，以解决现有对转桨扇试验由于试验件的结构因素，不同零件会给测量数据带来偏差，无法获得桨扇实际性能参数的技术问题。

本申请采用的技术方案如下：

一种拉进式对转桨扇风洞性能试验及分析方法，包括步骤：

S1、在无桨叶状态下进行风洞试验验证，试验状态与带桨叶试验件试验要求一致，以获得整流桨帽的阻力，用于桨叶试验参数修正；

S2、在带桨叶状态下进行风洞试验验证，获得前排桨叶、后排桨叶的拉力和扭矩，通过整流桨帽的阻力对前排桨叶、后排桨叶的拉力和扭矩进行修正后获得桨叶实际参数。

进一步地，所述步骤S1具体包括步骤：

S7、将试验件的前排桨叶、后排桨叶取下，换上与其材料相同但未加工叶片的前排独立叶柄、后排独立叶柄，安装后需保证流道连续；

S8、将换上前排独立叶柄、后排独立叶柄的试验件置于风洞中进行试验，试验状态与带桨叶试验件的要求一致；

S13、获得不同来流马赫数状态下前排桨旋转天平和后排桨旋转天平检测到的气动力以及测量桨毂空腔内静压；

S14、对于前排桨，设D_sp为整流桨帽的阻力，P_sb为桨毂空腔内静压，那么，施加给前桨桨毂内壁面的作用力为D_pf＝P_sb*A_sp，其中，A_sp为作用面积，前排桨旋转天平测量值为T_rsbf，则计算整流桨帽的阻力为：

D_sp＝T_rsbf+D_pf；