本申請(qǐng)屬于航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子葉片葉尖間隙控制，具體涉及一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子葉片葉尖間隙自感知控制裝置。

背景技術(shù)：

1、航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子葉片葉尖間隙是指轉(zhuǎn)子葉片葉尖與其外機(jī)匣之間的距離，例如風(fēng)扇轉(zhuǎn)子葉片葉尖與風(fēng)扇外機(jī)匣之間的距離。

2、航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子葉片葉尖間隙越小，氣流泄露損失越小，有利于保證航空發(fā)動(dòng)機(jī)的工作效率，降低耗油率，但葉尖間隙過小，又會(huì)存在與外機(jī)匣發(fā)生碰磨的風(fēng)險(xiǎn)，影響航空發(fā)動(dòng)工作的安全性，保持合理的葉尖間隙，對(duì)于保證航空發(fā)動(dòng)機(jī)高效的安全工作具有重要意義。

3、航空發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，轉(zhuǎn)子葉片受到復(fù)雜的溫度、離心力及氣動(dòng)力載荷，且在不同工況間差異巨大，轉(zhuǎn)子葉片會(huì)隨航空發(fā)動(dòng)機(jī)工況的轉(zhuǎn)變發(fā)生較大的變形，致使葉尖間隙發(fā)生較大的變化，偏離合理范圍，難以有效保證航空發(fā)動(dòng)機(jī)高效的安全工作。

4、為能夠在全工況范圍內(nèi)，將航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子葉片葉尖間隙保持在合理范圍內(nèi)，當(dāng)前，設(shè)計(jì)通過管路自航空發(fā)動(dòng)空氣系統(tǒng)引氣，吹掃轉(zhuǎn)子葉片，利用熱脹冷縮原理，控制轉(zhuǎn)子葉片的變形，將葉尖間隙控制在合理范圍內(nèi)，該種技術(shù)方案存在以下缺陷：

5、1)需要設(shè)計(jì)專門的管路系統(tǒng)進(jìn)行引氣，并需要配置相應(yīng)的控制單元及其復(fù)雜的控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)，整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)復(fù)雜，會(huì)較大增加航空發(fā)動(dòng)機(jī)的外廓尺寸、質(zhì)量，降低航空發(fā)動(dòng)機(jī)的推重比，以及會(huì)較大占據(jù)航空發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部空間，加劇航空發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部空間資源的緊缺性，對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)型產(chǎn)生重要影響，增加航空發(fā)動(dòng)機(jī)的復(fù)雜度；

6、2)利用引氣吹掃轉(zhuǎn)子葉片，會(huì)對(duì)流道內(nèi)的流場(chǎng)造成較大干擾，破壞流場(chǎng)的分布，以及影響航空發(fā)動(dòng)內(nèi)空氣介質(zhì)的分配，對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的性能造成較大影響；

7、3)以引氣吹掃轉(zhuǎn)子葉片，利用熱脹冷縮原理，控制轉(zhuǎn)子葉片的變形，存在較大的時(shí)間延遲，響應(yīng)速度慢，難以有效保證航空發(fā)動(dòng)機(jī)高效的安全工作。

8、鑒于上述技術(shù)缺陷的存在提出本申請(qǐng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本申請(qǐng)的目的是提供一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子葉片葉尖間隙自感知控制裝置，以克服或減輕已知存在的至少一方面的技術(shù)缺陷。

2、本申請(qǐng)的技術(shù)方案是：

3、一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子葉片葉尖間隙自感知控制裝置，包括壓電智能體、絕緣墊片、間隙測(cè)量元件、控制器；

4、壓電智能體以壓電材料制造，呈環(huán)形，嵌入在外機(jī)匣內(nèi)側(cè)的環(huán)形安裝槽中，處在轉(zhuǎn)子葉片外周，其內(nèi)圈正對(duì)轉(zhuǎn)子葉片葉尖部位；

5、絕緣墊片在環(huán)形安裝槽中設(shè)置，墊在壓電智能體、環(huán)形安裝槽之間，包覆壓電智能體外圈與兩側(cè)；

6、間隙測(cè)量元件嵌入在壓電智能體內(nèi)圈中，與壓電智能體內(nèi)圈平齊，用以檢測(cè)轉(zhuǎn)子葉片葉尖與壓電智能體內(nèi)圈的之間的距離，得到葉尖間隙；

7、控制器在外機(jī)匣外側(cè)設(shè)置，通過線路連接壓電智能體、間隙測(cè)量元件，根據(jù)間隙測(cè)量元件反饋的葉尖間隙，控制向壓電智能體傳輸?shù)碾娦盘?hào)，使壓電智能體發(fā)生相應(yīng)的變形，將葉尖間隙控制在設(shè)定范圍內(nèi)。

8、根據(jù)本申請(qǐng)的至少一個(gè)實(shí)施例，上述的航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子葉片葉尖間隙自感知控制裝置中，外機(jī)匣、轉(zhuǎn)子葉片為風(fēng)扇的外機(jī)匣、轉(zhuǎn)子葉片。

9、根據(jù)本申請(qǐng)的至少一個(gè)實(shí)施例，上述的航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子葉片葉尖間隙自感知控制裝置中，間隙測(cè)量元件與壓電智能體間可以粘接連接。

10、根據(jù)本申請(qǐng)的至少一個(gè)實(shí)施例，上述的航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子葉片葉尖間隙自感知控制裝置中，間隙測(cè)量元件處在轉(zhuǎn)子葉片葉尖中間的部位。

11、根據(jù)本申請(qǐng)的至少一個(gè)實(shí)施例，上述的航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子葉片葉尖間隙自感知控制裝置中，外機(jī)匣、壓電智能體上開設(shè)走線孔，供控制器連接壓電智能體、間隙測(cè)量元件的線路進(jìn)行走線。

12、根據(jù)本申請(qǐng)的至少一個(gè)實(shí)施例，上述的航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子葉片葉尖間隙自感知控制裝置中，環(huán)形安裝槽兩側(cè)壁上靠近底壁位置具有環(huán)形定位槽，壓電智能體兩側(cè)具有環(huán)形定位邊，兩個(gè)環(huán)形定位邊卡在環(huán)形定位邊中。

13、根據(jù)本申請(qǐng)的至少一個(gè)實(shí)施例，上述的航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子葉片葉尖間隙自感知控制裝置中，絕緣墊片具有彈性。

技術(shù)特征：

1.一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子葉片葉尖間隙自感知控制裝置，其特征在于，包括壓電智能體(1)、絕緣墊片(2)、間隙測(cè)量元件(3)、控制器(4)；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子葉片葉尖間隙自感知控制裝置，其特征在于，

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子葉片葉尖間隙自感知控制裝置，其特征在于，

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子葉片葉尖間隙自感知控制裝置，其特征在于，

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子葉片葉尖間隙自感知控制裝置，其特征在于，

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子葉片葉尖間隙自感知控制裝置，其特征在于，

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子葉片葉尖間隙自感知控制裝置，其特征在于，

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)涉及一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子葉片葉尖間隙自感知控制裝置，包括壓電智能體、絕緣墊片、間隙測(cè)量元件、控制器；壓電智能體以壓電材料制造，呈環(huán)形，嵌入在外機(jī)匣內(nèi)側(cè)的環(huán)形安裝槽中，處在轉(zhuǎn)子葉片外周；絕緣墊片在環(huán)形安裝槽中設(shè)置，墊在壓電智能體、環(huán)形安裝槽之間，包覆壓電智能體外圈與兩側(cè)；間隙測(cè)量元件嵌入在壓電智能體內(nèi)圈中，與壓電智能體內(nèi)圈平齊，用以檢測(cè)轉(zhuǎn)子葉片葉尖與壓電智能體內(nèi)圈的之間的距離，得到葉尖間隙；控制器在外機(jī)匣外側(cè)設(shè)置，通過線路連接壓電智能體、間隙測(cè)量元件，根據(jù)間隙測(cè)量元件反饋的葉尖間隙，控制向壓電智能體傳輸?shù)碾娦盘?hào)，使壓電智能體發(fā)生相應(yīng)的變形，將葉尖間隙控制在設(shè)定范圍內(nèi)。

技術(shù)研發(fā)人員：李志強(qiáng),梁少旭,謝業(yè)平,姜宏偉
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國航發(fā)沈陽發(fā)動(dòng)機(jī)研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15