某發(fā)動機清洗噴射架振動考核試驗研究

劉 濤 范秀杰 劉 偉

（沈陽黎明航空發(fā)動機（集團）有限責任公司，遼寧 沈陽 110043）

1 引言

噴射支架固定于飛機進氣道唇口處，在發(fā)動機冷轉(zhuǎn)或慢車狀態(tài)時，實現(xiàn)發(fā)動機的流道清洗。為了避免新設(shè)計的噴射架在飛機上安裝使用時產(chǎn)生共振，需對其進行固有頻率測試，并在裝機試驗前模擬發(fā)動機冷運轉(zhuǎn)和慢車狀態(tài)進行地面振動考核試驗。

2 試驗測試系統(tǒng)

整個試驗測試系統(tǒng)由固持系統(tǒng)、測量系統(tǒng)和激振系統(tǒng)等三部分組成。

2.1 固持系統(tǒng)。夾具固定于振動臺上，構(gòu)成固持系統(tǒng)。對固持系統(tǒng)考慮的總原則是結(jié)構(gòu)簡單、使用方便，同時應(yīng)盡量減少或消除固持系統(tǒng)對于固有頻率測試試驗準確度的影響。設(shè)計夾具時主要考慮整個固持系統(tǒng)有足夠的剛性和質(zhì)量，應(yīng)遵循質(zhì)量輕、剛度大的原則，使整個系統(tǒng)基本上處于絕對剛性固持狀態(tài)。

2.2 測量系統(tǒng)。測量系統(tǒng)用以感受噴射支架的振動信號，并通過測量儀器顯示或記錄，從而判斷噴射支架的共振狀態(tài)，確定振型和固有頻率。振動測量系統(tǒng)由振動臺、非接觸式傳感器、示波器、位移測量儀和毫伏表等組成。

2.3 激振系統(tǒng)。激振系統(tǒng)用以產(chǎn)生一定能量、頻率可變的激振力，以激勵葉片產(chǎn)生強迫振動和共振。通常由信號發(fā)生器、功率放大器和激振器組成。采用DC-5000-50電磁振動臺系統(tǒng)作為試驗設(shè)備，其各項技術(shù)指標滿足試驗任務(wù)書要求。

3 固有頻率測試試驗

固有頻率測試采用敲擊法和共振法兩種方法分別進行測試。

3.1 敲擊法。將噴射架試驗件通過工裝夾具安裝固定到電磁振動臺上，保證固定方式與飛機上的固定方式相同；用橡皮錘子敲擊靠近噴嘴后面的三角連接塊，敲擊方向從上往下。由于夾板內(nèi)部附有5mm厚的膠皮， 阻尼很大，無法形成波形，多次敲擊都沒有響應(yīng)信號，這也是敲擊法的局限性。

3.2 共振法。將噴射架試驗件通過工裝夾具安裝固定到電磁振動臺上，保證固定方式與飛機上的固定方式相同。共振法測試采用非接觸式傳感器，調(diào)整激振頻率，當激振頻率與試驗件固有頻率相一致時，試驗件振動幅值明顯增大，此時的激振頻率就是噴射架的固有頻率。重復(fù)測試三次取平均值。試驗結(jié)果見表1。

表1 共振法固有頻率測試結(jié)果

表2 模擬進氣道唇口振動試驗要求

表3 振動考核試驗測試結(jié)果

4 環(huán)境振動試驗

環(huán)境振動試驗是模擬發(fā)動機在冷運轉(zhuǎn)和慢車狀態(tài)下，飛機進氣道唇口處的振動對噴射架的影響。采用正弦定頻試驗，模擬進氣道唇口環(huán)境振動試驗具體要求見表2。

振動循環(huán)要求：每個狀態(tài)試驗總時間為48h，其中每個頻段8h。冷運轉(zhuǎn)和慢車狀態(tài)共進行96h的振動試驗，見表3。

結(jié)語

振動考核試驗結(jié)束后，由承制單位進行密封性和著色檢查，沒有發(fā)現(xiàn)焊縫開裂、沒有任何漏點，清洗車噴射支架通過振動考核試驗，可以安裝到發(fā)動機上進行流道清洗試驗。

[1]宋兆泓，李其漢.發(fā)動機強度振動測試技術(shù)[M].北京：國防工業(yè)出版社，1981.

[2]萬利，等.某型發(fā)動機壓氣機第1 級整流葉片疲勞試驗研究[J].航空發(fā)動機，2009（35）：15-16.

[3]馬楠楠，等.航空發(fā)動機葉片多軸疲勞試驗研究進展[J].航空材料學報，2012，6（32）：44-45.