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    航空發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇葉片爆破飛斷主動(dòng)控制技術(shù)

    2023-07-07 09:51:16王海舟陳國(guó)棟祝昭丹姜曉斌趙詩(shī)楊
    航空發(fā)動(dòng)機(jī) 2023年3期
    關(guān)鍵詞:榫頭雷管包容性

    王海舟 ,陳國(guó)棟 ,祝昭丹 ,姜曉斌 ,趙詩(shī)楊

    (1.中國(guó)航發(fā)沈陽(yáng)發(fā)動(dòng)機(jī)研究所,2.遼寧省航空發(fā)動(dòng)機(jī)沖擊力學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室:沈陽(yáng) 110015;3.遼寧北方華豐特種化工有限公司,遼寧撫順 113000)

    0 引言

    在航空發(fā)動(dòng)機(jī)研制過(guò)程中必須開(kāi)展包容性試驗(yàn)研究[1-3],包容性試驗(yàn)概括地說(shuō)即單個(gè)葉片在榫頭以外截面斷裂飛出時(shí)應(yīng)被機(jī)匣包容,由此引起的發(fā)動(dòng)機(jī)損壞不能對(duì)飛機(jī)產(chǎn)生任何危險(xiǎn)性影響[4-5]。該試驗(yàn)從簡(jiǎn)單到復(fù)雜分為局部包容介質(zhì)的撞擊試驗(yàn)、單個(gè)葉片飛出后的完整性驗(yàn)證試驗(yàn)[6-7]、試驗(yàn)器條件下的部件單元體包容試驗(yàn)、試驗(yàn)器條件下安裝部分或發(fā)動(dòng)機(jī)主體結(jié)構(gòu)的包容試驗(yàn)以及整機(jī)包容試驗(yàn)[8-9]。試驗(yàn)器條件下的包容試驗(yàn)可以準(zhǔn)確模擬整臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的包容能力,而花費(fèi)僅為整臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)包容性試驗(yàn)成本的一部分,是驗(yàn)證機(jī)匣包容性有效和必要的手段。

    包容性試驗(yàn)中的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)是葉片飛斷技術(shù),在國(guó)內(nèi)外開(kāi)展的包容性試驗(yàn)中,葉片飛斷技術(shù)主要采用預(yù)制缺口、預(yù)制缺口與快速加熱結(jié)合以及爆破技術(shù)。Mohamed 等[10]通過(guò)在葉片最薄弱處預(yù)制缺口以縮小葉片飛斷截面面積,使其在要求的離心載荷作用下失效飛出,該方法適用于不同葉型的葉片,因?qū)嵤┖?jiǎn)單被廣泛采用;唐家茂等[11]、劉闖等[12]也采用該方法進(jìn)行試驗(yàn)并取得了成功,但由于受到材料分散性、加工誤差及切口敏感性的影響,該方法的飛斷轉(zhuǎn)速控制精度較低;Alexander等[13]采用預(yù)制缺口與快速加熱結(jié)合的方法,在葉片榫頭處鉆孔安裝電加熱棒,使榫頭處局部溫度快速升高至200 ℃,葉片拉伸強(qiáng)度隨溫度升高而降低,在離心力作用下約持續(xù)16 s后葉片飛斷;郭明明等[14]同樣采用該方法實(shí)現(xiàn)葉片飛斷,相比于預(yù)制缺口法具有更高的轉(zhuǎn)速控制精度,但只適合拉伸強(qiáng)度對(duì)溫升敏感的金屬材料。在葉片爆破飛斷方面,國(guó)外航空發(fā)動(dòng)機(jī)公司技術(shù)成熟,應(yīng)用爆破技術(shù)完成了大量部件級(jí)及整機(jī)包容性試驗(yàn)葉片飛斷[15]。梁春華[16]介紹了Trent 900、1000 及GEnx 發(fā)動(dòng)機(jī)的包容性試驗(yàn)均采用葉片爆破飛斷技術(shù);Yang[17]介紹了PX8發(fā)動(dòng)機(jī)在進(jìn)行包容性試驗(yàn)時(shí)采用的爆破方案;張國(guó)靜等[18-20]率先開(kāi)展了使用線性聚能切割器切割TC4 合金平板的數(shù)值仿真分析及靜止與旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下的切割驗(yàn)證工作,驗(yàn)證了使用聚能切割器在靜止與旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下切割葉片的可行性,但設(shè)計(jì)的聚能切割器為外置型,而在實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)包容性試驗(yàn)要求的榫頭斷裂位置沒(méi)有足夠的布置空間。

    本文設(shè)計(jì)了1 套完整的葉片爆破切割方案,通過(guò)某大涵道比發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇機(jī)匣包容性試驗(yàn)指定轉(zhuǎn)速下的葉片爆破飛斷,驗(yàn)證了該方案在試驗(yàn)器條件下完成風(fēng)扇機(jī)匣包容性試驗(yàn)的有效性。

    1 風(fēng)扇葉片榫頭裝藥結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

    1.1 葉片飛斷截面的載荷分析

    根據(jù)國(guó)軍標(biāo)和適航標(biāo)準(zhǔn)要求,包容性試驗(yàn)中飛斷葉片在榫頭根部斷裂,葉片飛斷截面載荷包括離心載荷以及葉片飛出部分的質(zhì)心偏移帶來(lái)的彎曲載荷,葉片飛斷截面載荷分析如圖1 所示。圖中葉身部分的實(shí)心圓點(diǎn)代表飛出葉片的質(zhì)心,坐標(biāo)為(xc,yc,zc);飛斷截面的形心坐標(biāo)為(x0,y0,z0),如果葉片質(zhì)心與截面形心連線不與z軸重合,則葉片在旋轉(zhuǎn)時(shí)將產(chǎn)生離心力彎矩。彎曲載荷雖然不會(huì)帶來(lái)飛斷截面平均應(yīng)力上的變化,但是會(huì)導(dǎo)致局部點(diǎn)的應(yīng)力過(guò)高。因此在裝藥結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)上要考慮剩余截面的抗拉能力,同時(shí)要考慮應(yīng)力集中與彎曲載荷引起的局部高應(yīng)力。

    圖1 葉片飛斷截面載荷分析

    1.2 榫頭裝藥結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

    切割索需要足夠的裝藥及一定的炸高以保證切割效果,此外,直徑過(guò)細(xì)的切割索難于拉拔和保證加工一致性,因此將切割索的直徑選定為不小于3 mm。由于飛斷截面處于與風(fēng)扇盤(pán)交接的位置,外部空間狹小,并且難以在離心載荷下可靠固定。為放置切割索,需將榫頭兩側(cè)開(kāi)槽或中心開(kāi)孔,經(jīng)計(jì)算和比較離心彎矩下的最大應(yīng)力點(diǎn),中心開(kāi)孔結(jié)構(gòu)優(yōu)于兩側(cè)開(kāi)槽結(jié)構(gòu)。另外,采用中間通孔的裝藥結(jié)構(gòu)便于切割索的安裝、固定??紤]細(xì)長(zhǎng)孔的不易加工性,將裝藥孔設(shè)計(jì)為直徑為7 mm 的通孔,兩端加工M8×0.75 的內(nèi)螺紋,用于安裝雷管固定螺栓,裝藥孔結(jié)構(gòu)如圖2所示。

    圖2 裝藥孔結(jié)構(gòu)

    1.3 裝藥結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析驗(yàn)證

    為保證裝藥結(jié)構(gòu)不會(huì)導(dǎo)致葉片在未達(dá)到試驗(yàn)轉(zhuǎn)速時(shí)提前飛斷,需對(duì)葉片裝藥結(jié)構(gòu)強(qiáng)度進(jìn)行分析及驗(yàn)證。某型發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇最高轉(zhuǎn)速為5100 r/min,試驗(yàn)葉片材料為鈦合金TC4,其幾何參數(shù)與材料屬性見(jiàn)表1。

    表1 TC4合金風(fēng)扇葉片幾何參數(shù)與材料屬性

    葉片伸根部位飛斷截面的平均拉伸應(yīng)力為

    式中:σa為平均拉伸應(yīng)力;m為飛斷葉片質(zhì)量;ω為轉(zhuǎn)子角速度;RC為飛斷葉片質(zhì)心半徑;A為設(shè)計(jì)裝藥結(jié)構(gòu)后的葉片截面積。

    通過(guò)式(1)計(jì)算得到平均拉伸應(yīng)力為449 MPa,極限強(qiáng)度儲(chǔ)備為2.18。

    由于真實(shí)葉片的極限拉伸強(qiáng)度與理論極限強(qiáng)度存在偏差,因此在室溫條件下對(duì)風(fēng)扇葉片進(jìn)行3 組拉伸試驗(yàn),拉伸試驗(yàn)照片如圖3所示。拉伸試驗(yàn)在WAW-1000 微機(jī)控制電液伺服萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行,榫頭部分由夾具夾持,伸根部分由拉伸機(jī)的平板夾持裝置夾持。3 次試驗(yàn)均在榫頭開(kāi)孔處3、9 點(diǎn)鐘截面拉斷,3 個(gè)試驗(yàn)件的拉斷力分別為514、545、451 kN。

    圖3 拉伸試驗(yàn)照片

    以最低的拉斷力451 kN 計(jì)算實(shí)際葉片可承受的離心載荷,試驗(yàn)件承載面積為567 mm2,裝藥結(jié)構(gòu)葉片的極限拉伸強(qiáng)度為

    式中:σb為葉片極限拉伸強(qiáng)度;F為靜拉伸試驗(yàn)最大載荷。

    通過(guò)式(2)得到葉片的極限拉伸強(qiáng)度為795 MPa??紤]到具體的裝藥結(jié)構(gòu),試驗(yàn)時(shí)葉片承載面積為1110 mm2,由此根據(jù)式(2)計(jì)算得到在最高試驗(yàn)轉(zhuǎn)速5100 r/min 下實(shí)際葉片可承受的拉伸載荷為882.9 kN。在該轉(zhuǎn)速下飛斷葉片離心載荷為499 kN。裝藥結(jié)構(gòu)在最高離心載荷作用下具有1.8倍的安全系數(shù)。

    2 切割索設(shè)計(jì)與驗(yàn)證

    2.1 切割索結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

    切割索通過(guò)拉拔式工藝加工制作,金屬外殼材料為鉛,切割索結(jié)構(gòu)如圖4 所示。切割索背對(duì)式放置在裝藥孔內(nèi),放置切割索后,裝藥孔內(nèi)的縫隙由塑鋼泥填充,以保證在旋轉(zhuǎn)條件下切割索在裝藥孔內(nèi)可靠固定。背對(duì)式切割索通過(guò)一端雷管引爆,雷管通過(guò)螺栓在兩端壓緊固定。背對(duì)式切割索安裝結(jié)構(gòu)如圖5所示。

    圖4 切割索結(jié)構(gòu)

    圖5 背對(duì)式切割索安裝結(jié)構(gòu)

    2.2 性能摸底

    由于影響切割效果的因素有藥劑種類(lèi)、切割索炸高、切割索線密度和鉛管規(guī)格等,按以上影響因素設(shè)計(jì)不同切割索進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證試驗(yàn),通過(guò)試驗(yàn)選定合適的裝藥及藥劑裝填密度,確定適宜的炸高和鉛管規(guī)格。太安、黑索今、奧克托今等不同種類(lèi)藥劑及用量的爆破切割平板結(jié)果對(duì)比如圖6 所示,最終確定的藥型和藥量參數(shù)見(jiàn)表2。然后在真實(shí)葉片榫頭上進(jìn)行爆破切割驗(yàn)證,有效利用榫頭孔內(nèi)炸藥爆炸產(chǎn)生的爆轟波,切割索形成的金屬射流在侵徹一定深度后,爆轟波將剩余未切割的厚度沖擊撕裂從而實(shí)現(xiàn)分離。爆破切割后的葉片榫頭照片如圖7所示。

    表2 爆破切割的藥劑和藥量

    圖6 不同種類(lèi)藥劑及用量的爆破切割平板結(jié)果對(duì)比

    圖7 爆破切割后葉片榫頭

    2.3 爆破能量分析

    切割索從起爆到葉片被分離的過(guò)程中,反應(yīng)空間近似不變,符合定容狀態(tài)方程(阿貝爾公式)。通過(guò)定容狀態(tài)方程進(jìn)行理論計(jì)算得出切割索作用產(chǎn)生的壓強(qiáng)為1435 MPa,該計(jì)算結(jié)果是絕熱定容理想狀態(tài)數(shù)值,在實(shí)際情況下能量有一定的損失,據(jù)經(jīng)驗(yàn)取校正系數(shù)為0.8,校正切割索作用產(chǎn)生的壓強(qiáng)為1148 MPa。切割索作用后對(duì)葉片施加的壓強(qiáng)略大于葉片材料的抗拉強(qiáng)度,因此選用的切割索能夠達(dá)到使葉片靜態(tài)分離的目的。通過(guò)表1 計(jì)算得出的火藥力,可以預(yù)估葉片內(nèi)置切割索作用后將產(chǎn)生177.66 J 的能量,去除發(fā)光、放熱的能量損失,取校正系數(shù)為0.8,作用于葉片的爆轟能量的理論計(jì)算結(jié)果為142.13 J。

    在進(jìn)行包容性試驗(yàn)時(shí),切割索爆轟能量與葉片自身離心力共同作用使葉片分離,而靜態(tài)分離試驗(yàn)全部依賴(lài)切割索的爆轟能量。因此,在動(dòng)態(tài)試驗(yàn)中葉片分離時(shí),將有多余的爆轟能量轉(zhuǎn)變?yōu)槿~片徑向上的動(dòng)能。試驗(yàn)中使用真實(shí)葉片榫頭,用高速攝影儀記錄切割索作用后葉片向上飛起的高度和偏離角度、飛出距離,以評(píng)估徑向附加能量和側(cè)向沖擊影響及飛出角度偏差要求,真實(shí)葉片榫頭分離試驗(yàn)如圖8 所示。通過(guò)5 次真實(shí)葉片榫頭分離試驗(yàn)后,結(jié)果顯示試件飛起高度最大為1905 mm,側(cè)向飛出距離為70.13 mm,飛出角度偏差<2°,對(duì)應(yīng)產(chǎn)生的徑向動(dòng)能為64.6 J,僅為葉片飛失動(dòng)能的0.03%,滿(mǎn)足試驗(yàn)要求。

    圖8 真實(shí)葉片榫頭分離試驗(yàn)

    3 爆破方案設(shè)計(jì)及驗(yàn)證

    3.1 爆破方案設(shè)計(jì)

    3.1.1 研究路線

    通過(guò)理論建模分析,及帶有彎矩的拉伸試驗(yàn)、離心加載試驗(yàn)驗(yàn)證,完成典型葉片飛斷截面的裝藥結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),通過(guò)理論分析及試驗(yàn)驗(yàn)證,研究適用于葉片飛斷的炸藥設(shè)計(jì),以及離心載荷及復(fù)雜電磁環(huán)境下的起爆系統(tǒng)設(shè)計(jì),最終建立葉片飛斷精確控制技術(shù),使葉片飛斷轉(zhuǎn)速及葉片飛出姿態(tài)滿(mǎn)足臺(tái)架包容性試驗(yàn)技術(shù)要求,技術(shù)研究路線如圖9所示。

    圖9 技術(shù)研究路線

    3.1.2 總體方案設(shè)計(jì)

    將試驗(yàn)件通過(guò)驅(qū)動(dòng)軸吊裝在真空艙蓋上部的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中,試驗(yàn)件包括某大涵道比發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇輪盤(pán)、風(fēng)扇葉片,輪盤(pán)和驅(qū)動(dòng)軸通過(guò)轉(zhuǎn)接段連接。為降低信號(hào)傳輸?shù)囊€難度,設(shè)計(jì)遙控起爆裝置。起爆雷管的電源供電通斷采用遙控方式控制,在與風(fēng)扇盤(pán)安裝臂連接的安裝盤(pán)內(nèi)孔安裝無(wú)線信號(hào)接收裝置,該裝置通過(guò)接收的無(wú)線電信號(hào)實(shí)現(xiàn)向葉片處雷管的供電通斷控制。在試驗(yàn)器條件下葉片爆破切割方案如圖10所示。

    圖10 在試驗(yàn)器條件下葉片爆破切割方案

    3.1.3 起爆系統(tǒng)設(shè)計(jì)

    遙控起爆裝置主要由無(wú)線信號(hào)接收模塊、接收模塊供電電池、雷管供電電池以及無(wú)線信號(hào)發(fā)射裝置4部分組成,無(wú)線接收模塊開(kāi)關(guān)由繼電器線圈改為電子開(kāi)關(guān)設(shè)計(jì),避免離心力作用對(duì)線圈的影響,無(wú)線接收模塊實(shí)物如圖11 所示。由于試驗(yàn)器真空艙體為密閉金屬殼體,為保證信號(hào)傳輸?shù)目煽啃裕瑢o(wú)線信號(hào)發(fā)射器放置于真空艙內(nèi),按鈕開(kāi)關(guān)通過(guò)屏蔽線置于控制間,起爆裝置定置如圖12所示。

    圖11 無(wú)線接收模塊

    圖12 起爆裝置定置

    3.1.4 引線方案設(shè)計(jì)

    雷管引爆導(dǎo)線通過(guò)鉑片焊接壓緊在相關(guān)零件表面,為滿(mǎn)足引線要求,對(duì)相應(yīng)零件進(jìn)行了開(kāi)孔及開(kāi)槽等改裝處理,外留的雷管引線與起爆電源預(yù)留延長(zhǎng)線連接并做絕緣處理后,放置于榫頭下方預(yù)留的螺紋孔內(nèi)完成固定,確保所有導(dǎo)線不處于懸空狀態(tài),實(shí)現(xiàn)切割索及雷管最后安裝,引線方案設(shè)計(jì)如圖13所示。

    圖13 引線方案設(shè)計(jì)

    3.2 爆破方案驗(yàn)證

    3.2.1 固定可靠性驗(yàn)證

    選用與正式試驗(yàn)相同的信號(hào)線通過(guò)鉑片焊接壓緊在相關(guān)零件表面,設(shè)計(jì)模擬盤(pán)(如圖14 所示)在葉片榫頭孔內(nèi)放置切割索,外接雷管并用螺栓固定。將試驗(yàn)件運(yùn)行至輪盤(pán)試驗(yàn)轉(zhuǎn)速并保載,停車(chē)后目視檢查信號(hào)線固定牢固可靠(如圖15 所示),未發(fā)生位移和變形,使用萬(wàn)用表測(cè)量線路通斷良好,切割索未產(chǎn)生軸向位移及外觀變化。

    圖14 模擬盤(pán)

    圖15 引線可靠性驗(yàn)證

    3.2.2 無(wú)線信號(hào)傳輸可靠性驗(yàn)證

    在進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)時(shí)將無(wú)線信號(hào)開(kāi)關(guān)控制引爆的雷管替換為發(fā)光二極管,試驗(yàn)在密閉的真空艙內(nèi)進(jìn)行,試驗(yàn)溫度為室溫,試驗(yàn)真空度低于0.1 kPa,在試驗(yàn)件高速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下通過(guò)試驗(yàn)艙體下方的玻璃窗觀察發(fā)光二極管的亮與滅并即時(shí)反饋,通過(guò)反饋結(jié)果可知當(dāng)發(fā)射信號(hào)開(kāi)關(guān)接通時(shí),輪盤(pán)內(nèi)的發(fā)光二極管亮,開(kāi)關(guān)閉合時(shí),發(fā)光二極管滅,10 min內(nèi)反饋信號(hào)良好,未發(fā)生異常狀況。信號(hào)傳輸可靠性二極管發(fā)光驗(yàn)證照片如圖16所示。

    圖16 信號(hào)傳輸可靠性二極管發(fā)光驗(yàn)證

    3.2.3 起爆可靠性驗(yàn)證

    在模擬盤(pán)開(kāi)孔處內(nèi)置少量切割索,外接雷管并用螺栓固定,將輪盤(pán)轉(zhuǎn)速運(yùn)行至試驗(yàn)轉(zhuǎn)速并保載10 min。在該時(shí)間內(nèi)通過(guò)艙底下方的觀察窗觀察發(fā)光二極管未發(fā)光且雷管未發(fā)生引爆,之后接通發(fā)射信號(hào)開(kāi)關(guān),通過(guò)艙底下方觀察窗可觀察到雷管引爆并伴隨發(fā)出火光,如圖17 所示。爆破后的葉片根部出現(xiàn)明顯變形,如圖18所示。

    圖17 雷管爆破瞬間

    圖18 葉片根部變形

    4 風(fēng)扇機(jī)匣包容性試驗(yàn)

    4.1 試驗(yàn)流程

    在某大涵道比發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇機(jī)匣包容性試驗(yàn)中,首次采用指定轉(zhuǎn)速下的葉片爆破切割方案,試驗(yàn)前制訂了詳細(xì)的試驗(yàn)流程,如圖19所示。

    圖19 試驗(yàn)流程

    4.2 試驗(yàn)裝置

    包容性試驗(yàn)在立式旋轉(zhuǎn)試驗(yàn)器上進(jìn)行,該旋轉(zhuǎn)試驗(yàn)器由動(dòng)力電控系統(tǒng)、增速器、真空艙、試驗(yàn)轉(zhuǎn)子吊裝系統(tǒng)、真空潤(rùn)滑系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、液壓開(kāi)蓋系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、電加熱裝置、測(cè)試系統(tǒng)等部分組成。試驗(yàn)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速可在0~25000 r/min 之間調(diào)節(jié),穩(wěn)態(tài)精度可達(dá)0.05%。試驗(yàn)裝置如圖20所示。

    圖20 試驗(yàn)裝置

    4.3 正式試驗(yàn)

    待試驗(yàn)轉(zhuǎn)子在試驗(yàn)器上安裝調(diào)試完成后,首先在盤(pán)心位置安裝無(wú)線信號(hào)接收裝置,通過(guò)發(fā)射器開(kāi)關(guān)確認(rèn)無(wú)線信號(hào)傳輸有效;然后在葉片根部安裝切割索及雷管并完成接線,將接頭部分放置于預(yù)留的葉片開(kāi)孔內(nèi)以防止在離心載荷下脫落;然后將試驗(yàn)轉(zhuǎn)子旋至真空艙內(nèi)并開(kāi)啟抽真空,至滿(mǎn)足試驗(yàn)狀態(tài)后開(kāi)啟試驗(yàn)設(shè)備,轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速逐漸上升;最后到達(dá)試驗(yàn)要求轉(zhuǎn)速且穩(wěn)定后開(kāi)啟無(wú)線信號(hào)發(fā)射開(kāi)關(guān),引爆葉片根部切割索切割葉片飛斷,飛斷后的葉片及斷裂面如圖21 所示。通過(guò)高速攝像拍攝幀數(shù)準(zhǔn)確推斷葉片飛出時(shí)刻的轉(zhuǎn)速與要求的試驗(yàn)轉(zhuǎn)速相差4 r/min,轉(zhuǎn)速誤差僅為0.8‰,完全滿(mǎn)足試驗(yàn)任務(wù)要求,大幅提高了葉片飛斷轉(zhuǎn)速控制精度。

    圖21 試驗(yàn)后的飛斷葉片及斷裂面

    5 結(jié)論

    (1)創(chuàng)新設(shè)計(jì)了一種基于切割索的風(fēng)扇葉片的爆破切割方法,使葉片能夠在指定轉(zhuǎn)速下精準(zhǔn)離心式飛斷。設(shè)計(jì)背對(duì)式切割索結(jié)構(gòu),并通過(guò)塑鋼泥實(shí)現(xiàn)整體圓柱外型封裝,保證切割對(duì)稱(chēng)性,實(shí)現(xiàn)葉片沿徑向飛出角度偏差≤2°、切割線沿徑向尺寸偏差≤±2 mm、葉片飛出的附加動(dòng)能小于葉片飛失動(dòng)能的0.05%。

    (2)設(shè)計(jì)了針對(duì)旋轉(zhuǎn)條件、真空屏蔽環(huán)境下的遙控起爆裝置,解決了試驗(yàn)環(huán)境信號(hào)屏蔽、干擾問(wèn)題,以及離心載荷下信號(hào)傳輸穩(wěn)定性差的難題,葉片飛斷轉(zhuǎn)速的控制精度由10%~20%大幅提高到0.1%以?xún)?nèi)。

    (3)提出了預(yù)埋引線的分體式安全性裝配方案。設(shè)計(jì)了風(fēng)扇葉片榫頭處的通孔式裝藥結(jié)構(gòu),通過(guò)榫頭應(yīng)力集中系數(shù)和剩余拉斷載荷的綜合優(yōu)化設(shè)計(jì),有效保證飛斷葉片在爆破切割前的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。

    (4)在帽罩后段設(shè)計(jì)軸向安裝操作孔,用于切割索安裝以及最后階段的接線、固定操作;在風(fēng)扇盤(pán)心設(shè)計(jì)放置無(wú)線信號(hào)接收器的安裝盤(pán),降低安裝、接線難度;設(shè)計(jì)短路接線端子,保證最后接線工作的安全;在榫頭處設(shè)計(jì)起爆電源線置線孔,并設(shè)計(jì)軟填充工藝,保證最后懸空接線段固定可靠、便于操作。該方案信號(hào)傳輸穩(wěn)定,實(shí)現(xiàn)了炸藥、起爆裝置的試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)終端工序安裝,保證試驗(yàn)過(guò)程安全。

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