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CN115031971A - 一种航空发动机改型尾喷筒 - Google Patents

一种航空发动机改型尾喷筒 Download PDF

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CN115031971A
CN115031971A CN202210412132.XA CN202210412132A CN115031971A CN 115031971 A CN115031971 A CN 115031971A CN 202210412132 A CN202210412132 A CN 202210412132A CN 115031971 A CN115031971 A CN 115031971A
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CN
China
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tail nozzle
test
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tail
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CN202210412132.XA
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English (en)
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郭晓玲
杜龙梅
孙嘉
周洁
薛云飞
赖建和
邵莉
李斌
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AECC Aviation Power Co Ltd
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AECC Aviation Power Co Ltd
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    • G01—MEASURING; TESTING
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Abstract

本发明公开了一种航空发动机改型尾喷筒，包括与发动机连接口连接的尾喷筒前段、与尾喷筒前段可拆卸连接的尾喷筒后段，所述尾喷筒前段的外壁上沿周向设置有多个前测试座，每一前测试座中均设置有可拆卸的前堵盖；尾喷筒后段外壁上沿周向设置有多个后测试座，每一后测试座中均设置有可拆卸的后堵盖，所述前测试座和后测试座角度叉开设置，所述尾喷筒后段尾喷口面积为喷口计算面积的最小值，本发明的航空发动机改型尾喷筒能缩短最佳喷口面积的验证时间，降低喷口加工成本，提高试车台使用效率。

Description

一种航空发动机改型尾喷筒
技术领域
本发明属于航空发动机技术领域，具体属于一种航空发动机改型尾喷筒。
背景技术
一款发动机改型时，为匹配发动机的总体性能，并保证发动机压气机部件具有与原形发动机相同的喘振裕度，需将可调收敛喷筒改为不可调收敛喷筒。经计算分析确定尾喷口面积的范围，并通过发动机台架试车确定出最佳的喷口面积。前期台架试车换装不同喷口面积的尾喷筒是待发动机试车冷却后，将发动机从车台上分下，再将尾喷筒分下，换装不同面积的尾喷筒继续试车，该周期时间较长，且需生产一批不同面积的尾喷筒造成成本增加。
发明内容
为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种能缩短最佳喷口面积的验证时间，降低喷口加工成本和提高试车台使用效率的不可调收敛航空发送机改型尾喷筒。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种航空发动机改型尾喷筒，包括与发动机连接口连接的尾喷筒前段、与尾喷筒前段可拆卸连接的尾喷筒后段，所述尾喷筒前段的外壁上沿周向设置有多个前测试座，每一前测试座中均设置有可拆卸的前堵盖；尾喷筒后段外壁上沿周向设置有多个后测试座，每一后测试座中均设置有可拆卸的后堵盖，所述前测试座和后测试座角度叉开设置，所述尾喷筒后段尾喷口面积为喷口计算面积的最小值。
进一步的，所述尾喷筒前段包括第一前安装边、前段筒体、第一后安装边，前段筒体的前端设置第一前安装边，通过第一前安装边与发动机连接口连接，前段筒体的后设置第一后安装边，通过第一后安装边与尾喷筒后段连接，前段筒体外壁上沿周向设置有多个前测试座。
进一步的，所述前段筒体外壁上沿周向设置有12个前测试座，前测试座用于测量时插入温度传感器或压力传感器对发动机试车过程中温度场和/或压力场进行测量，所述温度传感器和压力传感器交替排列插入前测试座中。
进一步的，所述尾喷筒后段包括第二前安装边和后段筒体，后段筒体的前端设置有第二前安装边，通过第二前安装边与尾喷筒前段连接，后段筒体外壁上沿周向设置有多个后测试座，每一后测试座中均设置有可拆卸的后堵盖。
进一步的，后段筒体外壁上沿周向均匀设置有6个后测试座，所述后测试座用于测量时插入温度传感器或压力传感器对发动机试车过程中温度场和/或压力场进行测量，所述温度传感器和压力传感器交替排列插入后测试座中。
进一步的，尾喷筒前段的后端和尾喷筒后段的前端通过螺栓连接。
进一步的，前堵盖和后堵盖上均设计有堵塞，堵塞可伸入前测试座和后测试座。
进一步的，尾喷筒后段尾喷口最小内径为528.48mm。
进一步的，所述尾喷筒后段的后段筒体外壁上还设置有加强筋，所述加强筋与后段筒体采用18组断点焊接加工。
进一步的，所述加强筋前端采用U型缓冲结构，U型槽底部开小孔。
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：
本发明提供一种航空发动机改型尾喷筒，该尾喷筒采用两段式连接，方便试车现场尾喷筒后段，降低了发动机试车过程中车台的占用时间和人工成本；并且尾喷筒后段加工时只需加工面积最小的喷口，再根据后续试车情况可将该尾喷筒后段喷口面积加工成不同值，避免加工一批不同喷口面积的尾喷筒而造成资源浪费，成本增加。
附图说明
图1本发明尾喷筒结构图，其中，图1a为主视图，图1b为图1a的E-E剖面图，图1c为图1a的F-F剖面图；
图2尾喷筒前段结构图,其中，图2a为尾喷筒前段侧视图，图2b为尾喷筒前段主视图；
图3尾喷筒后段结构图，其中，图3a为尾喷筒后段主视图，图3b为图3a的V-V剖面图；
图4第一前安装边结构图,其中，图4a为图4b的B-B剖面图，图4b为主视图，图4c为图4a画圈部分细节图；
图5前段筒体结构图，其中，图5a为主视图，图5b为图5a的A-A剖面图；
图6第一后安装边结构图，其中，图6a为主视图，图6b为图6a的G-G剖面图，图6c为图6b画圈部分细节图；
图7前测试座结构图,其中，图7a为主视图，图7b为图7a的F-F剖面图，图7c为图7a中B向视图；
图8前堵盖结构图，其中，图8a为主视图，图8b为图8a的F-F剖面图；
图9第二前安装边结构图，其中，图9a为主视图，图9b为图9a的E-E剖面图，图9c为图9a画圈部分细节图；
图10后段筒体结构图，其中，图10a为图10b的G-G剖面图，图10b为主视图；
图11加强筋结构图，其中，图11a为图11b的N-N剖面图，图11b为主视图，图11c为加强筋细节图；
图12后测试座结构图，其中，图12a为主视图，图12b为图12a的C-C剖面图，图12c为图12a的D-D剖面图；
图13后堵盖结构图，其中，图13a为侧视图，图13b为主视图；
附图中：1.第一前安装边、2.尾喷筒前段、3.前段筒体、4.第一后安装边、5.前测试座、6.前堵盖；7.尾喷筒后段、8.第二前安装边、9.后段筒体、10加强筋、11后测试座、12后堵盖。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明。
本发明提供一种航空发动机改型尾喷筒，由尾喷筒前段2和尾喷筒后段7两大部件组成，尾喷筒前段的前端与发动机连接口连接，尾喷筒前段2的后端和尾喷筒后段7的前端通过螺栓连接，组装图如图1所示，在台架试车过程中，尾喷筒前段与发动机连接，可直接通过拆分尾喷筒前段和后段的连接螺栓，达到在台架试车过车中可直接拆卸尾喷筒的目的。
如图2-9所示，尾喷筒前段2包括前段筒体3，前段筒体3的前端设置第一前安装边1、前段筒体3的后设置第一后安装边4，前段筒体3外壁上沿周向设置有多个前测试座5，每一前测试座5中均设置有可拆卸的前堵盖6，根据发动机试车过程中温度场和压力场以及实际情况调节测量的周向角度，将不测位置的前测试座5用前堵盖6堵上，前堵盖6上设计有堵塞，可深入前测试座5的孔内，平时试车时用前堵盖6进行封堵避免对气流的影响；
优选的，考虑气流温度场和压力场测量的完整性和真实性，以及传感器对气流的影响，如图5所示，前段筒体3上周向分布设计有12个前测试座5，前测试座5用于测量时插入温度传感器或压力传感器对发动机试车过程中温度场和/或压力场进行测量。
优选的，前测试座5的设置角度受发动机外部空间限制，未实现均布。
如图10-13所示，尾喷筒后段7包括后段筒体9，后段筒体9的前端设置有第二前安装边8，第二前安装边8和第一后安装边4通过螺栓、螺母连接，后段筒体9外壁上沿周向设置有多个后测试座11，每一后测试座11中均设置有可拆卸的后堵盖12。
优选的，后测试座11周向均布在后段筒体9外壁上，后测试座11与前测试座5角度叉开设置，不处于同一直线上，避免对气流的影响。
优选的，尾喷筒后段7尾喷口的最小喷口面积根据喷口计算面积的最小值进行设计，尾喷筒后段7尾喷口最小内径为528.48mm；
优选的，尾喷筒后段7的后段筒体9外壁上还设置有加强筋10，加强筋10与后段筒体9采用18组断点焊接加工，防止尾喷筒喷口的焊接变形和试车变形。
优选的，如图11所示，加强筋10前端采用U型缓冲结构，U型槽底部开小孔，避免形成死腔，加强筋与后段筒体9紧密贴合，焊接必须采用断点焊，以免焊接形成死腔，造成零件变形。
优选的，如图12所示，后段筒体9上设计有6个后测试座11，后测试座11用于测量时插入温度传感器或压力传感器对发动机试车过程中温度场和/或压力场进行测量，平时试车时用后堵盖12进行封堵。
优选的，测试时，温度传感器和压力传感器交替排列插入前测试座5和后测试座11中；
为测量气流真实且完整的温度场和压力场，本发明在尾喷筒前段2上设置有12个前测试座5，可在不影响气流的情况下测得较为完整的数据；因尾喷筒后段7喷口面积较尾喷筒前段2缩小，且尾喷筒后段7气流混合更均匀，故可均布设置6个后测试座11测量气流的温度和压力，便可得到完整的温度场和压力场。
如图1-13所示将尾喷筒组装好，使用时具体如下：
1)将尾喷筒前段2的第一前安装边1与发动机连接口安装边用螺栓、螺母连接，用于发动机试车。
2)试车过程中根据性能参数计算尾喷筒尾喷口的面积，通过调整尾喷筒后段7的尺寸来实现。发动机试车后，可在车台上直接通过拆卸尾喷筒前段2和尾喷筒后段7的连接螺栓，达到分下尾喷筒的目的，而无需将整个发动机拆下车台。依据性能参数计算喷口面积，将喷口面积按计算值加工到下一个组别进行试车，依次类推，最终获得与发动机总体性能匹配良好的喷口面积。

Claims (10)

1.一种航空发动机改型尾喷筒，其特征在于，包括与发动机连接口连接的尾喷筒前段(2)、与尾喷筒前段(2)可拆卸连接的尾喷筒后段(7)，所述尾喷筒前段(2)的外壁上沿周向设置有多个前测试座(5)，每一前测试座(5)中均设置有可拆卸的前堵盖(6)；尾喷筒后段(7)外壁上沿周向设置有多个后测试座(11)，每一后测试座(11)中均设置有可拆卸的后堵盖(12)，所述前测试座(5)和后测试座(11)角度叉开设置，所述尾喷筒后段(7)尾喷口面积为喷口计算面积的最小值。
2.根据权利要求1所述的一种航空发动机改型尾喷筒，其特征在于，所述尾喷筒前段(2)包括第一前安装边(1)、前段筒体(3)、第一后安装边(4)，前段筒体(3)的前端设置第一前安装边(1)，通过第一前安装边(1)与发动机连接口连接，前段筒体(3)的后设置第一后安装边(4)，通过第一后安装边(4)与尾喷筒后段(7)连接，前段筒体(3)外壁上沿周向设置有多个前测试座(5)。
3.根据权利要求2所述的一种航空发动机改型尾喷筒，其特征在于，所述前段筒体(3)外壁上沿周向设置有12个前测试座(5)，前测试座(5)用于测量时插入温度传感器或压力传感器对发动机试车过程中温度场和/或压力场进行测量，所述温度传感器和压力传感器交替排列插入前测试座5中。
4.根据权利要求1所述的一种航空发动机改型尾喷筒，其特征在于，所述尾喷筒后段(7)包括第二前安装边(8)和后段筒体(9)，后段筒体(9)的前端设置有第二前安装边(8)，通过第二前安装边(8)与尾喷筒前段(2)连接，后段筒体(9)外壁上沿周向设置有多个后测试座(11)，每一后测试座(11)中均设置有可拆卸的后堵盖(12)。
5.根据权利要求4所述的一种航空发动机改型尾喷筒，其特征在于，后段筒体(9)外壁上沿周向均匀设置有6个后测试座(11)，所述后测试座(11)用于测量时插入温度传感器或压力传感器对发动机试车过程中温度场和/或压力场进行测量，所述温度传感器和压力传感器交替排列插入后测试座(11)中。
6.根据权利要求1所述的一种航空发动机改型尾喷筒，其特征在于，尾喷筒前段(2)的后端和尾喷筒后段(7)的前端通过螺栓连接。
7.根据权利要求1所述的一种航空发动机改型尾喷筒，其特征在于，前堵盖(6)和后堵盖(12)上均设计有堵塞，堵塞可伸入前测试座(5)和后测试座(11)。
8.根据权利要求1所述的一种航空发动机改型尾喷筒，其特征在于，尾喷筒后段(7)尾喷口最小内径为528.48mm。
9.根据权利要求1所述的一种航空发动机改型尾喷筒，其特征在于，所述尾喷筒后段(7)的后段筒体(9)外壁上还设置有加强筋(10)，所述加强筋(10)与后段筒体(9)采用18组断点焊接加工。
10.根据权利要求9所述的一种航空发动机改型尾喷筒，其特征在于，所述加强筋(10)前端采用U型缓冲结构，U型槽底部开小孔。
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