一种航空发动机试验排气转接管及其设计方法

技术领域

本申请属于航空发动机试验排气转接管设计技术领域，具体涉及一种航空发动机试验排气转接管及其设计方法。

背景技术

航空发动机试验中，航空发动机及排气管道在试验台架上安装，排气管道进口位于航空发动机喷口斜上方，其间需要以转接管进行转接。

为了降低航空发动机的排气损失，需要设计转接管各处等截面，对此，当前，设计转接管由两个90°弯头对接而成，如图1所示，其进口与航空发动机喷口A对接，出口与排气管道进口B对接，该种技术方案存在以下缺陷：

试验台架上航空发动机喷口A、排气管道进口B位置固定，其间空间有限，设计转接管由两个90°弯头对接而成，往往需要较大的转弯半径，超出航空发动机喷口A、排气管道进口B范围，此时，难以在较小排气损失的情形下，实现对航空发动机喷口A、排气管道进口B的转接。

鉴于上述技术缺陷的存在提出本申请。

需注意的是，以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本发明的发明构思及技术方案，其并不必然属于本申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本申请的申请日已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。

发明内容

本申请的目的是提供一种航空发动机试验排气转接管及其设计方法，以克服或减轻已知存在的至少一方面的技术缺陷。

本申请的技术方案是：

一方面提供一种航空发动机试验排气转接管设计方法，包括：

根据航空发动机喷口、排气管道进口位置及其尺寸，绘制转接管进口直径、出口直径，转接管的进口直径、出口直径尺寸为D；

以R为半径，在转接管进口直径处绘制外侧转弯圆，以及，以r为半径，在转接管出口直径处绘制内侧转弯圆，其中，R＝r+D，以外侧转弯圆、内侧转弯圆相切时的R、r作为外转弯半径、内转弯半径，构建转接管；或者，

以r为半径，在转接管进口直径处绘制内侧转弯圆，以及，以R为半径，在转接管出口直径处绘制外侧转弯圆，其中，R＝r+D，以内侧转弯圆、外侧转弯圆相切时的r、R作为内转弯半径、外转弯半径，构建转接管。

根据本申请的至少一个实施例，上述的航空发动机试验排气转接管设计方法中，D大于航空发动机喷口尺寸，小于排气管道进口尺寸。

根据本申请的至少一个实施例，上述的航空发动机试验排气转接管设计方法，也可参照如下：

根据航空发动机喷口、排气管道进口位置及其尺寸，绘制转接管进口直径、出口直径，转接管的进口直径、出口直径尺寸为D；

以进口直径延长线与出口直径的垂线的交点为进口转弯圆圆心，绘制进口外侧转弯圆、进口内侧转弯圆，转接管进口直径处在进口外侧转弯圆、进口内侧转弯圆上；

参照出口直径与进口直径的位置，复制进口外侧转弯圆、进口内侧转弯圆至出口直径处，作为出口外侧转弯圆、出口内侧转弯圆，出口外侧转弯圆、出口内侧转弯圆的圆心为出口转弯圆圆心；

连接进口转弯圆圆心、出口转弯圆圆心，测量连线与进口外侧转弯圆、出口内侧转弯圆交点的距离，或者，测量连线与进口内侧转弯圆、出口外侧转弯圆交点的距离d；

将进口转弯圆圆心偏移d，重新绘制进口外侧转弯圆、进口内侧转弯圆、出口外侧转弯圆、出口内侧转弯圆，直至d趋向于0；

以进口内侧转弯圆或出口内侧转弯圆的半径作为内转弯半径，进口外侧转弯圆或出口外侧转弯圆的半径作为外转弯半径，构建转接管。

另一方面提供一种航空发动机试验排气转接管，由上述的航空发动机试验排气转接管设计方法设计所得；

转接管进口与航空发动机喷口对接；

转接管出口与排气管道进口对接。

根据本申请的至少一个实施例，上述的航空发动机试验排气转接管中，转接管进口套在航空发动机喷口外周，与航空发动机喷口之前存在环形间隙；

转接管出口插入到排气管道进口中，与排气管道进口之前存在环形间隙。

附图说明

图1是现有由两个90°弯头对接成转接管，在航空发动机喷、排气管道进口间转接的示意图；

图2是本申请实施例提供的由两个90°弯头对接成转接管，超出航空发动机喷、排气管道进口范围的示意图；

图3是本申请实施例提供的航空发动机试验排气转接管设计方法的示意图；

其中：

A-航空发动机喷口；B-排气管道进口；

D-转接管直径尺寸；

R-外侧转弯圆半径；r-内侧转弯圆半径；

L-外侧转弯圆、出口转弯圆圆心之间的距离。

为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸，此外，附图仅用于示例性说明，不能理解为对本申请的限制。

具体实施方式

为使本申请的技术方案及其优点更加清楚，下面将结合附图对本申请的技术方案作进一步清楚、完整的详细描述，可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅是本申请的部分实施例，其仅用于解释本申请，而非对本申请的限定。需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分，其他相关部分可参考通常设计，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的技术特征可以相互组合以得到新的实施例。

此外，除非另有定义，本申请描述中所使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域内一般技术人员所理解的通常含义。本申请描述中所使用的“上”、“下”、“左”、“右”、“中心”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等表示方位的词语仅用以表示相对的方向或者位置关系，而非暗示装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，当被描述对象的绝对位置发生改变后，其相对位置关系也可能发生相应的改变，因此不能理解为对本申请的限制。本申请描述中所使用的“第一”、“第二”、“第三”以及类似用语，仅用于描述目的，用以区分不同的组成部分，而不能够将其理解为指示或暗示相对重要性。本申请描述中所使用的“一个”、“一”或者“该”等类似词语，不应理解为对数量的绝对限制，而应理解为存在至少一个。本申请描述中所使用的“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。

此外，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，在本申请的描述中使用的“安装”、“相连”、“连接”等类似词语应做广义理解，例如，连接可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，领域内技术人员可根据具体情况理解其在本申请中的具体含义。

下面结合附图1至图3对本申请做进一步详细说明。

一方面提供一种航空发动机试验排气转接管设计方法，包括：

根据航空发动机喷口A、排气管道进口B位置及其尺寸，绘制转接管进口直径、出口直径，转接管的进口直径、出口直径尺寸为D，即为转接管直径尺寸；

以R为半径，在转接管进口直径处绘制外侧转弯圆，以及，以r为半径，在转接管出口直径处绘制内侧转弯圆，其中，R＝r+D，以外侧转弯圆、内侧转弯圆相切时的R、r作为外转弯半径、内转弯半径，构建转接管；或者，

以r为半径，在转接管进口直径处绘制内侧转弯圆，以及，以R为半径，在转接管出口直径处绘制外侧转弯圆，其中，R＝r+D，以内侧转弯圆、外侧转弯圆相切时的r、R作为内转弯半径、外转弯半径，构建转接管。

上述实施例公开的航空发动机试验排气转接管设计方法中，可通过重复迭代，使外侧转弯圆、内侧转弯圆相切，相切时外侧转弯圆、内侧转弯圆间的距离L＝R+r，构建所得转接管在转弯部位处内外侧同时相切，转接管各处等截面，且进口、出口受到航空发动机喷口A、排气管道进口B相对位置及其尺寸的约束，能够以较小的气动损失，实现航空发动机喷口A、排气管道进口B间转接。

在一些可选的实施例中，上述的航空发动机试验排气转接管设计方法中，D大于航空发动机喷口A尺寸，小于排气管道进口B尺寸，以此构建所得转接管进口可套在航空发动机喷口A外周，出口可插入到排气管道进口B中，与航空发动机喷口A、排气管道进口B间存在环形间隙，以此可为转接管的变形留有轴向、径向的变形裕量，避免转接管受到高温作用，产生较大的变形应力，导致损坏。

在一些可选的实施例中，上述的航空发动机试验排气转接管设计方法，也可参照如下：

根据航空发动机喷口A、排气管道进口B位置及其尺寸，绘制转接管进口直径、出口直径，转接管的进口直径、出口直径尺寸为D；

以进口直径延长线与出口直径的垂线的交点为进口转弯圆圆心，绘制进口外侧转弯圆、进口内侧转弯圆，转接管进口直径处在进口外侧转弯圆、进口内侧转弯圆上；

参照出口直径与进口直径的位置，复制进口外侧转弯圆、进口内侧转弯圆至出口直径处，作为出口外侧转弯圆、出口内侧转弯圆，出口外侧转弯圆、出口内侧转弯圆的圆心为出口转弯圆圆心；

连接进口转弯圆圆心、出口转弯圆圆心，测量连线与进口外侧转弯圆、出口内侧转弯圆交点的距离，或者，测量连线与进口内侧转弯圆、出口外侧转弯圆交点的距离d；

将进口转弯圆圆心偏移d，重新绘制进口外侧转弯圆、进口内侧转弯圆、出口外侧转弯圆、出口内侧转弯圆，直至d趋向于0，此时，可认为进口外侧转弯圆、出口内侧转弯圆相切，同时，进口内侧转弯圆、出口外侧转弯圆相切，为提高精度，可进行更高次数的迭代绘制；

以进口内侧转弯圆或出口内侧转弯圆的半径作为内转弯半径，进口外侧转弯圆或出口外侧转弯圆的半径作为外转弯半径，构建转接管。

另一方面提供一种航空发动机试验排气转接管，由上述的航空发动机试验排气转接管设计方法设计所得；

转接管进口与航空发动机喷口A对接；

转接管出口与排气管道进口B对接；

转接管的转弯部位处，可以支架进行支撑。

在一些可选的实施例中，上述的航空发动机试验排气转接管中，转接管进口套在航空发动机喷口A外周，与航空发动机喷口A之前存在环形间隙；

转接管出口插入到排气管道进口B中，与排气管道进口B之前存在环形间隙。

对于上述实施例公开的航空发动机试验排气转接管，其是由上述实施例公开的航空发动机试验排气转接管设计方法设计所得，描述的较为简单，具体相关之处可参见航空发动机试验排气转接管设计方法部分的相关说明，其技术效果也可参考航空发动机试验排气转接管设计方法相关部分的技术效果，在此不再赘述。

说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本申请的技术方案，领域内技术人员应该理解的是，本申请的保护范围显然不局限于这些具体实施方式，在不偏离本申请的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本申请的保护范围之内。