飞行试验中的发动机叶尖间隙测量方法.pdf

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1、·5·飞行试验中的发动机叶尖间隙测量方法李飞行，王涛，张群岩(中国飞行试验研究院，陕西西安710089)摘要：对飞行试验中的航空发动机叶尖间隙测量方法进行探讨，分析了实际飞行中影响发动机叶尖间隙的因素，在此基础上对叶尖间隙测量的试飞方法进行了探讨。关键词：飞行试验叶尖间隙测量影响因素试飞方法中图分类号：THI32．413文献标识码：A文章编号：1002—6886(2010)o5-0005—03TheMeasurementofAeroengineBladeTipClearanceinFlightTestUFe嘣n譬，WANGTao，ZHANGQu

2、nyanAbstract：Thispaperdiscussesthemethodsofmeasuringtipclearanceofaeroenginebladeinfli}ghttest，analyzesfactorsthatinfluencetipclearanceinflight，andbasedonthefactorsdiscusstheflighttestmethodformeasuringtipclearanceofgastubineeng1．eblade．Keywords：flighttest；measurementoftipcl

3、earance；influencefactor；flighttestmethod0引言1叶尖间隙测量方法在现代航空发动机设计与试验中，保持良好的叶尖间隙欧美等航空发达国家对叶尖间隙测量与控制技术的应成为提高发动栅l生能的重要手段之一。在发动机工作中，保用研究高度重视，经过多年的探索研究，在测试技术和测试方持良好的叶尖间隙配合可以减少工作介质泄露，减小端壁损法方面取得很多成果，一些测量技术已普遍应用于新型发动失从而可以进一步提高发动机性能。据实测统计，叶尖间隙机设计研制试验中，例如英国R．R公司利用电容式叶尖测量与叶高之比每增加0．01，会引起压

4、气机或涡轮效率降低约系统对鹞式飞机发动机的叶尖间隙进行了测量，其后该方法0．8％～1．2％，会使涡扇发动机耗油率增加约2％，涡轴发动广泛应用于其他型号发动机压气机的叶尖间隙测量中。机耗油率增加约1．5％。同时叶尖间隙增大，会使发动机喘国内航空发动机叶尖间隙测试的应用研究开展较晚，测振裕度减低，从而影响到发动机的工作可靠性。因此在飞行量设备尚处于研制开发阶段，由于国外一些应用成熟的测量中保持良好的问隙配合对提高发动机性能和可靠性具有非设备已有货架产品，国内一些发动机设计制造厂所在叶尖间常重要的意义。隙实测方面进行了一些探索性研究和试验，但试验一般

5、在试在减小叶尖问隙提高效率的同时，过小的叶尖间隙配合验件上进行，在整机上的试验未见报道，间隙测量的飞式验在发动机工作状态变化时，很可能因为叶片受载变化、机匣变也尚未开展。形、转子叶片与机匣热膨胀不一致等原因导致转静子的碰摩。针对飞行试验中的叶尖间隙测量技术，对现有比较成熟这种碰摩轻则引起发动机整机振动过大，加速支撑轴承等旋的三种方法：火花放电法、电容法、光学测量法进行简要探讨。转件疲劳损伤，重则引起发动机叶片断裂，将直接影响飞行安1．1火花放电法全。火花放电法也称为探针式测量法，整个系统由探针、传在航空发动机实际使用过程中，一些影响发动机叶尖间

6、动装置、控制器和计算机四部分组成。传动装置包括步进电隙的因素通过理论计算无法估算，在车台地面试验也难以模机驱动部件和电子微型组件。探针通过机匣上开的测试孔拟，如机动飞行时的机动载荷、因高度速度变化引起的气动载伸入机匣内，经过转接座安装在机匣外表面上。工作时，传动荷变化等。因此在飞行试验中对叶尖间隙进行实测，给出叶装置和控制器驱动加有直流高压的探针沿径向伸向叶尖，当尖间隙随飞机飞行状态和发动机使用状态的实际变化情况，探针端部距叶尖距离足够4-,(0．0O25min～0．003nln1)时发生对设计修订安装间隙、叶尖问隙主动控制技术的实现以及保放电

7、，并迅速缩回探针，完成一次测量，计算机显示出此次探证飞行安全具有非常重要的意义。针移动的距离，根据探针移动的距离值的大小可以计算出转作者简介：李飞行(1978一)，男，2001年毕业于南京航空航天大学飞行器动力工程专业，现从事航空发动机结构强度与振动飞行试验研究工作。收稿日期：2010—7～1“≮；∞一一=I蝙*≈一-#I峙⋯⋯*^^·6·子叶尖与机匣的径控制技术，涡轮部位的间隙测量是非常重要的，因此光纤式测．!!苎皇丝网量系统也不能满足飞行试验叶尖间隙测量的要求。电容式外放电式的测量系统r_l产测量系统技术成熟，而且测量精度高、探头耐高温、体

8、积小等，满足飞行试验的安装测量要求。原理}片2叶尖间隙测量的试飞方法2．1飞行中影响叶尖间隙的因素分析而且无论叶片端面图1火花探针式测量系统图在飞机实