Устройство для измерения тяги турбореактивного двигателя Советский патент 1983 года по МПК G01L1/04 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к истлтаниям турбореактивных двигателей и может быть использовано при техническом обслуживании для целей диа ностирования состояния самолетных двигателей. Известно устройство для измерени тяги турбореактивного двигателя, содержащее каркас, на котором размещен силоприемный элемент тяги выхлопных газов, связанный с силоизмерителем, подключенным к регистратору . Недостатком известного устройства является невысокая точность из мерения, так как силоприемный элемент-струна воспринимает лишь незна чительную часть суммарного выходног импульса струи выхлопных газов,, которая характеризуется большой неравномерностью течения. Наиболее б гизким по технической сущности к предлагаемому является устройство для измерения тяги турбо реактивного двигателя, содержащее каркас, на котором смонтирован силризмеритель, связанный с регистратором, две крыльчатки, силоприемный элемент и силовводящий элемент, установленный в каркасе с возможность вращения и осевого перемещения, при этом вход силоизмерителя соединен с одним концом силовводящего элемен та, другой конец которого соединен с силоприемным элементом таким образом, что он вместе с силовводяцим элементом образует т-образнмй узел ось симметрии которого совпадает с осью вращений силовводящего элемента 2 . . Однако известное устройство не позволяет производить одновременное измерение суммарного импульса тяги и его составляющих во внутренней и внешней зонах выхлопных газов двигателя, что необходимо для локализа ции неи9правностей при диагностировании состояния самолетных двигателей, особенно двухконтурныхц Цель изобретения - обеспечение одновременного измерения составляющих импульса тяги во внутренней и внешней зонах выхлопных газов и повышение точности измерения во внутренней зоне. Указанная цель достигается тем, что в устройство для измерения тяги турбореактивного двигателя, содержащее каркас,- на котором смонтирован силойзмеритель, связанный с регистратором, две крыльчатки, силоприемный лемент и силовводящий элемент, установленный в каркасе с возможностью вращения и осевого перемещения, при этом вход силоизмерителя соединен с одним концом силовводящего элемент,а, другой конец которого соелине.н с силоприемным элементом таким образом, что он вместе с силовводящим элементом образует Т-образный узел, ось симметрии которого совпадает с осью вращения силовводятего элемента, введены два дополнительных силоприем- , ных элемента и силовводяший элемент Т-образной формы, выполненный в виде штока с перекладиной, Т-образный узел выполнен полым, а силойзмеритель оборудован дополнительным входом,, который связан со штоком силовводящего элемента Т-образной формы,, к концам перекладины которо-го через дополнительные силоприемные элементы присоединены крыльчатки, при этом силовводящий элемент Т-образной формы установлен внутри Т-образного узла и введен с ним в зацепление с обеспечением возможности взаимного осевого перемещения. На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, общий вид;-на фиг.2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 схема подключения датчиков силоизмерителя. Устройство содержит каркас 1, к которому крепитоя испытуемый двигатель 2, полый силоприемный элемент 3, дополнительные силоприемные элементы, 4 крыльчатки 5, силовводящий элемент, выполненный в виде втулки 6, силовводящий элемент, Т-образной формы 7, упорные подшипники 8 и 9, силопередающие балки 10 и 11, датчики 12-15, вычислители 16 и 17 и сумматор 18 силоизмерителя 19, к выходам которого подключены индикаторы 20-22. При этом крыльчатки 5 через дополнительные силоприемные элементы 4 присоединены к силовводящему элементу Т-образной формы 7, который установлен внутри полого силоприемного элемента 3 и втулки б, введен в зацепление с полым силоприемным элементом 3 с помощью водила 23 и через упорный подшипник 9, силоне редающую балку 11 связан с датчиками 14 и 15 силоизмерителя 19. Полый силоприемный элемент 3 через втулку, б , упорный подшипник 8 и силопередающую балку 10 связан с датчиками 12 и 13 силоизмерителя 19. Центровка между втулкой 6, силовводящим элементом Т-образной формы 7 и каркасом 1 осуществляется многорядными подшипникаг ш 24 и 25. Каркас 1 н месте ввода.. в него втулки 6 снабжен эжектором 26, выполненным в виде охватывающего втулку обтекателя. Силопередающие балки 10 и 11 защищены от воздействия на них выхлопных газов обтекателями 27 каркаса 1.

Устройство работает следующим образом.

Струя выхлопных газов внутреннего контура двигателя 2 воздействует на полый снлбприемннй элемент 3,

а струя внешнего контура - на лополнительные силоприемныё элементы 4,Одновременно за счет эжекцни двигатель обдувается потоком воздуха, который воздействует на крыльчатки 5. .В связи с этим под действием момента силы, действующей на крыль,чатки 5, происходит вращение дополнительных cилoпpиeмн лx элементов 4 совместно с силовводящим элементом .Т-образной формы 7, который с помощью водила 23 увлекает полый силоприемный элемент 3 совместно с втулкой бвокруг оси, совпадающей (Г осью соплА двигателя 2. В процессе вращения полый силоприемный элемент 3 и дополнительные силоприем- ные элементы 4 Поочередно воспринимают газодинамическое усилие газового потока по всему сечению выхлопной струи двигателя 2 и через соответствующие цепипередают его на датчики 12, 13 и14 и-15 .соответственно силоиэмерителя 19.

Параметра крыльчатки 5 выбраны такими, что о.севая составляющая силы действующей на нее и суммирующаяся с газодинамическим усилием, действующим на дополнительные силоприемные элементы 4, составляет лишь незначительную часть этого усилия и может быть определена при тарировочных испытаниях. Суммы сигналов датчиков 12, 13 и 14, 15, пропорциональные величинам усилий газовых потоков внутренней и внешней зон, действующих на силоприемный элемент 3 и дополнительные силбприемные элементы 4, поступают на входы вычислителей 21 и 22. Вычислители 21 и 22 производят обработку сигналов в соответствии с определенной заранее функцио нальной зависимостью усилий, действующих на силоприемный элемент 3 и .дополнительные силоприемные элементы 4 ОТ составляющих импульса тяги двигателя-2 во внутренней и внешней зонах выхлопных гаэов. Сигналы, пропорциональные составляющим тмпульса тяги двигателя 2, с выходов вычислителей 16 и 17 суммируются в сумматоре 18, выдающем сигнал, пропорциональный суммарному импульсу тяги двигателя 2, на индикатор 20, Индикаторы 21 и .22 служат для регистрации составляющих импульса тяги двигателя 2 внутренней и внешней зон выхлопных газов. Вращение втулки б и силовводящего элемента Т-об разной формы 7 в многорядных подшипниках 24 и 25 уменьшает влияние сил трения на осевое перемещение втулки б и силовводящего элемента Т-образной формы 7 и тем самым повышает точность йзмерения тяги двигателя 2. Эжектор 26 предотвращает попадание горячих выхлопных газов энутрь каркаса 1 путем создания разрежения в месте ввода в каркас 1 втулки 6, что обеспечивает также поступление и циркуляцию окружаквдего холодного воздуха внутри каркаса 1 (не показано).Тем самым производится охлаждение и уменьшается тепловая деформация конструкции устройства. Так как датчики 12, 13 и 14, 15 расположены вне зоны выхлопных газов и обдуваются холодным BO3f духом, то не требуется специальной системы охлажденияих чувствительных элементов. Ролики датчиков 12, 13 и 14, 15 выполнены с фигурными кольцевыми буртиками, что дает возможность свободного радиального перемер щения при температурном расширении силопередающих балок 10 и 11 и предот, вращает их проворачивание воЛруг оси устройства (фиг. 3).

Таким образом, в предлагаемом устройстве достигается возможность одновременного измерения суммарного импульса тяги и его составляющих во внутренней и внешней зонах вых.попных газов турбореактивного двигателя, . причем во внутренней зоне с повышен(ной точностью. Это обеспечивает возможность более углубленного диагностирования состояния . двигателей путлокализации зоны неисправностей, связанных с измерением импульса .тяги.

/ 4 5

V

у

1

а

ч

/

Фие.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЯГИ ТУРБОРЕАКТИВНОГО ДВИГАТЕЛЯ, содержащее каркас, накотором смонтирован силоизмеритель., связанный с регистратором, две крыльчатки , силоприемный элемент и силовводящий элемент, установленный в каркасе с возможностью вращения и осевого перемещения, при этом f вход силоиэмёрителя соединен с од ним концом силовводящего элемента. другой конец которого соединен с силоприемным элементом таким образом, что он вместе с силовводящим элементом образует Т -образный .узел., ось симметрии которого совпадает с осью вращения силовврдяиего элемента, отличающееся тем, что, с целью обеспечения возможности одновременного измерения . составляющих импульса тяги во внутренней и внешней зонах выхлопных газов, в него введены два дополнительных силоприемных элемента и силовводящий элемент Т -образной формы, выполненный в виде щтока с перекладиной, Т-образный узел выполнен полый, а силоизмеритель оборудован дополнительным входом, косл торый связан со штоком силовводящего элемента Т -образной формы, к концам перекладины которого через дополнительные силоприемные элементы присоединены крыльчатки, при этом силовводящий элемент Т -образной ,формы Установлен внутри Т-образ.ного узла и введен с ним в зацепление с обеспечением возможности взаим:л ного осевого перемещения. х .iU сл

27W

Фш.г

6-S

7

v

W77t

Фиг.

21

Фп.