УСТАНОВКА ДЛЯ АЭРОДИНАМИЧЕСКОГО ОБДУВА АВИАДВИГАТЕЛЯ Российский патент 1999 года по МПК G01M15/00 

Изобретение относится к авиадвигателестроению и может быть использовано для наземных испытаний авиационных газотурбинных двигателей с имитацией полетных условий при взлете и посадке.

Известны установки для аэродинамического обдува испытуемых авиадвигателей. Такие установки имеют обдуваемый воздухом стационарно установленный испытуемый двигатель и соосно расположенный ему и также стационарный вспомогательный двигатель. Вспомогательный двигатель может быть турбореактивным двухконтурным и он обеспечивает наддув сжатого воздуха на вход испытуемого двигателя (см. авт. св. СССР N 302645 от 18.11.68 по кл. G 01 M 15/00).

Ввиду стационарности обоих двигателей при испытаниях такие установки не позволяют произвести испытания авиадвигателя при различных углах натекания воздушного потока на входе в двигатель.

Указанные недостатки частично устранены в аэродинамической установке, обеспечивающей теоретическую возможность поворота двигателя в составе натурного самолета относительно натекающего воздуха.

Известная установка (см. книгу автора А.К.Мартынова "Экспериментальная аэродинамика", Госиздательство оборонной промышленности, М., 1950, стр. 155, фиг. 5.27) имеет открытую рабочую часть, в которой смонтированы жесткие весы. На стойках весов закреплен самолет с двигателем в натурную величину. Угол натекания воздушного потока на вход в двигатель изменяют путем изменения длин стоек и поворотом рам в пределах ± 20^o.

Данная установка позволяет производить обдув двигателя при ограниченной, незначительной величине угла натекания потока, не позволяющей производить обдув двигателя сбоку или сзади, при имитации полного полетного спектра углов натекания ветра, встречающихся в эксплуатации. Наличие длинных стоек крепления самолета не дает возможности испытывать двигатель, и особенно газотурбинный, на полной тяге из-за их устойчивости. Проблематичными являются испытания на такой установке натурного многомоторного самолета с двигателями большой тяги.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в обеспечении при испытаниях условий обдува соответствующих эксплуатационным условиям на самолете на взлете или посадке при точном замере тяги двигателя любой мощности.

Поставленная задача решается тем, что установка для аэродинамического обдува авиадвигателя снабжена вспомогательным двигателем для обдува, установленным с возможностью его перемещения в горизонтальной плоскости вокруг испытуемого двигателя и фиксации в ходе обдува в нужном угловом положении. Для перемещения вспомогательного двигателя установка оборудована криволинейной рельсовой колеей, а станок вспомогательного двигателя снабжен транспортировочными колесами и фиксирующими домкратными опорами. Кроме того, в установке под входом испытуемого двигателя на рельсовой колее установлен имитатор взлетно-посадочной полосы в виде плоского подвижного стола со скругленными боковыми и передними краями.

Предложенная установка аэродинамического обдува авиадвигателя позволяет снять характеристики устойчивой работы двигателя практически на всех возможных углах обдува, встречающихся при эксплуатации двигателя на самолете, с точным замером силы тяги на этих углах и с хорошей имитацией взлетно-посадочных условий.

Настоящее изобретение будет описано более полно при помощи нижеследующих рисунков. На фиг.1 представлен общий вид сверху на установку для аэродинамического обдува двигателя; на фиг.2 - вид сбоку на установку; на фиг.3 - одно из ходовых колес и одна фиксирующая домкратная опора станка вспомогательного двигателя; на фиг.4 - схема расположения вспомогательного двигателя при заднем боковом обдуве испытуемого двигателя.

Установка для аэродинамического обдува авиадвигателя содержит стационарный силоизмерительный станок 1, на котором установлен испытуемый газотурбинный авиадвигатель 2. Двигатель подвешен на самолетном пилоне 3 и снабжен воздухозаборником 4. На той же горизонтальной бетонированной площадке 5, на которой расположен станок 1, установлены как минимум три рельсовые колеи. Однако колея - 6, криволинейная, образована двумя рельсами с криволинейным участком с центром кривизны на оси 7 и прямолинейным участком 8, параллельным оси двигателя 2. Вторая широка колея 9 и третья узкая 10 - прямые и расположены параллельно оси двигателя 2. Кроме того, установка включает вспомогательный турбовинтовой двигатель 11, установленный на жестком подвижном станке 12. На двигателе смонтирован двухрядный соосный винт 13 противоположного вращения с изменяемыми углами установки лопастей и обеспечивающими создание течения воздуха в противоположном направлении выбросу выхлопных газов из сопла турбины 14. Оси двигателей 2 и 11 расположены в одной горизонтальной плоскости 15 - 15, параллельной площадке 5. Вспомогательный двигатель 11 на станке 12 имеет возможность перемещения в горизонтальной плоскости 15 - 15 вокруг испытуемого двигателя 2 как по криволинейной рельсовой колее 6, так и по прямому ее участку 8. Наряду с этим двигатель 11 может перемещаться соосно двигателю 2 по рельсовой колее 10. Станок 12 снабжен четырьмя ходовыми колесами 16 и четырьмя фиксирующими домкратными опорами 17, закрепленными на раме 18 станка 12. Каждая опора 17 включает подъемный винт 19 и опорный элемент 20. Кроме того, в состав вспомогательного двигателя 11 входят передвижные выхлопная труба 21, устанавливаемая за соплом турбины 14, и аэродинамическое кольцо 22, закрепляемое соосно винту 13 со стороны двигателя 2. Непосредственно под воздухозаборником 4 авиадвигателя 2 установлен имитатор 23 взлетно-посадочной полосы. Имитатор включает тележку 24, на которой на уровне взлетно-посадочной полосы закреплен плоский стол 25 со скругленными, например, по лемнискате боковыми и передними гранями 26. Тележка 24 установлена на рельсовой колее 10. Установка снабжена козловым краном (условно не показан), который имеет возможность передвижения по рельсовой колее 9 и перестановки вспомогательного двигателя 11 с помощью устройства 27 с рельсовой колеи 10 на колею 6 или на опорную площадку 28, расположенную в заднем правом секторе рабочей площадки 5 установки.

В ходе испытаний вспомогательный двигатель 11 на станке 12 может быть установлен в желаемом положении на рельсовой колее 6 по углу α, или на колее 10 по длине l. При этом передвижение двигателя осуществляют на ходовых колесах 16 при нулевом зазоре l₁ и приподнятых опорных элементах 20. При фиксации двигателя в заданном положении с помощью подъемного винта 19 раму 12 беззазорно устанавливают на площадке 5. После выхода испытуемого двигателя 2 и вспомогательного двигателя 11 на заданные режимы производят замер параметров испытуемого двигателя и параметров натекающего на него потока. В частности, характерным замером является замер тяги силоизмерительным станком 1.

Потеря тяги при боковом или заднем обдуве характеризует качество работы воздухозаборника 4.

Подведенный на время испытаний под двигатель 2 имитатор 23 обеспечивает моделирование рабочих земных условий за счет точного выдерживания положения воздухозаборника относительно взлетно-посадочной полосы и бессрывного подвода воздуха к воздухозаборнику. Наличие двухрядного винта 13 и аэродинамического кольца 22 позволяет получить достаточно равномерный поток воздуха для аэродинамического обдува двигателя 2.

Предложенная установка обеспечивает полную имитацию взлетно-посадочных условий на полноразмерном газотурбинном двигателе с фиксацией всех основных параметров двигателя. А это, в свою очередь, позволяет производить быструю и недорогую доводку воздухозаборников, обтекателей винтовентиляторов, реверсивных устройств и т.п.

Установка предназначена для аэродинамического обдува авиадвигателя. Установка содержит стационарный силоизмерительный станок для обдуваемого двигателя и вспомогательный турбовинтовой двигатель для обдува на жестком станке, имеющий возможность перемещения в горизонтальной плоскости вокруг испытуемого двигателя и фиксации в ходе обдува в нужном угловом положении. Она включает криволинейную рельсовую колею, предназначенную для перемещения по ней вспомогательного двигателя. Станок вспомогательного двигателя снабжен ходовыми колесами и фиксирующими домкратными опорами. Под воздухозаборником испытуемого двигателя на рельсовой колее установлен имитатор взлетно-посадочной полосы в виде плоского подвижного стола со скругленными, например, по лемнискате боковыми и передними краями. Такое выполнение установки позволит обеспечить при испытаниях условия обдува, соответствующие эксплуатационным условиям на самолете на взлете или посадке при точном замере тяги двигателя любой мощности. 2 з.п ф-лы, 4 ил.

1. Установка для аэродинамического обдува авиадвигателя, содержащая стационарный силоизмерительный станок для обдуваемого авиадвигателя и вспомогательный турбовинтовой двигатель для обдува на жестком станке, отличающийся тем, что вспомогательный двигатель установлен с возможностью его перемещения в горизонтальной плоскости вокруг испытуемого двигателя и фиксации в ходе обдува в нужном угловом положении. 2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что она включает криволинейную рельсовую колею, предназначенную для перемещения по ней вспомогательного двигателя, а станок вспомогательного двигателя снабжен ходовыми колесами и фиксирующими домкратными опорами. 3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что под воздухозаборником испытуемого двигателя на рельсовой колее установлен имитатор взлетно-посадочной полосы в виде плоского подвижного стола со скругленными, например, по лемнискате боковыми и передними краями.