本發(fā)明屬于航空發(fā)動機(jī)，具體涉及一種針對發(fā)動機(jī)溫度傳感器的雙冗余裝置及其方法。

背景技術(shù)：

1、航空發(fā)動機(jī)通常工作在高溫高壓、高速以及強(qiáng)烈振動環(huán)境中，所以對其控制系統(tǒng)需要有較高的可靠性要求，而控制系統(tǒng)的調(diào)控是建立在航空發(fā)動機(jī)各個參數(shù)是否異常的情況下進(jìn)行的，其中對航空發(fā)動機(jī)噴管內(nèi)的溫度進(jìn)行測量，能夠?yàn)榘l(fā)動機(jī)的性能狀況提供數(shù)據(jù)支撐，現(xiàn)目前噴管內(nèi)設(shè)置有隔熱屏，高溫燃?xì)庠诟魺崞羶?nèi)流動，并且隔熱屏與噴管之間通入冷卻氣體，對隔熱屏以及噴管進(jìn)行冷卻，避免噴管受高溫腐蝕，因此，對冷卻通道內(nèi)的溫度測量能夠?qū)娇瞻l(fā)動機(jī)的相關(guān)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、改進(jìn)等提供數(shù)據(jù)支撐。

2、例如中國專利公開了一種溫度測量傳感器(專利公布號：cn114577353a)，用于測量航空發(fā)動機(jī)隔熱屏與噴管之間形成的冷卻通道的溫度，包括外支桿，其內(nèi)具有外連通通道，其側(cè)壁具有外流通槽、外流通孔；外連通通道一端延伸至外支桿的一端，另一端延伸至外流通孔；外流通槽位于外支桿的另一端、外流通孔之間；熱電偶，在外流通孔內(nèi)設(shè)置，其引線通過外連通通道引出，將熱電偶伸入隔熱屏與噴管之間，冷卻通道內(nèi)的氣體與熱電偶表面接觸并進(jìn)行測溫。

3、上述技術(shù)方案能夠?qū)崿F(xiàn)對隔熱屏與噴管之間冷卻氣體的溫度測量，但只能進(jìn)行一個固定點(diǎn)的測量，不能在周向上對冷卻氣體進(jìn)行溫度測量，測量范圍有限，對數(shù)據(jù)的采集并不密集，還有待提升。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種針對發(fā)動機(jī)溫度傳感器的雙冗余裝置及其方法，以解決現(xiàn)有航空發(fā)動機(jī)內(nèi)噴管與隔熱屏之間的冷卻氣體溫度采集不夠密集的問題。

2、為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、一種針對發(fā)動機(jī)溫度傳感器的雙冗余裝置，包括噴管以及同軸套設(shè)在噴管內(nèi)的隔熱屏；其特征在于：所述隔熱屏與噴管之間設(shè)有供冷卻氣體流過的冷卻腔室；所述噴管的內(nèi)側(cè)表面轉(zhuǎn)動連接有同軸設(shè)置的轉(zhuǎn)動環(huán)；所述轉(zhuǎn)動環(huán)設(shè)于冷卻腔室內(nèi)；所述轉(zhuǎn)動環(huán)連接有帶動其旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動機(jī)構(gòu)，且驅(qū)動機(jī)構(gòu)固定在噴管的外表面；所述轉(zhuǎn)動環(huán)的內(nèi)側(cè)表面垂直固定有多件用于測量冷卻腔室溫度的溫度測量組件，且所有溫度測量組件沿轉(zhuǎn)動環(huán)周向間隔設(shè)置；所述溫度測量組件包括垂直設(shè)置在轉(zhuǎn)動環(huán)內(nèi)圈表面的支撐塊以及安裝在支撐塊表面的溫度傳感器；所述支撐塊的表面開設(shè)有沿冷卻氣體流動方向設(shè)置的通孔；所述溫度傳感器的測量端伸出通孔內(nèi)并與冷卻氣體接觸。

4、進(jìn)一步，所述轉(zhuǎn)動環(huán)包括兩件并行設(shè)置的第一圓環(huán)和第二圓環(huán)；所述第一圓環(huán)、第二圓環(huán)相鄰的兩端面相互抵接，且第一圓環(huán)、第二圓環(huán)的外側(cè)表面均同軸焊接有齒圈；兩件所述齒圈表面的齒相對設(shè)置并共同嚙合有多個傳動齒輪；所述傳動齒輪繞噴管周向均勻間隔設(shè)置，且任一所述傳動齒輪連接有帶動其旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動電機(jī)；所述驅(qū)動電機(jī)固定安裝在噴管外表面；多件所述溫度測量組件均勻設(shè)置在第一圓環(huán)、第二圓環(huán)的內(nèi)側(cè)表面，且第一圓環(huán)、第二圓環(huán)上的溫度測量組件數(shù)量相同并相互交錯設(shè)置。

5、進(jìn)一步，所述第一圓環(huán)、第二圓環(huán)相互遠(yuǎn)離的兩端面分別轉(zhuǎn)動連接有同軸設(shè)置的限位塊；兩件所述限位塊的一端均固定在噴管的內(nèi)側(cè)表面；所述第一圓環(huán)、第二圓環(huán)相抵的兩端面轉(zhuǎn)動連接；兩件所述限位塊、第一圓環(huán)、第二圓環(huán)以及噴管共同組成用于容納齒圈以及傳動齒輪的密封腔室。

6、進(jìn)一步，所述溫度測量組件還包括垂直固定在第一圓環(huán)、第二圓環(huán)內(nèi)圈表面的固定塊；所述支撐塊滑動穿設(shè)在固定塊靠近隔熱屏的一端；所述固定塊的內(nèi)部設(shè)有用于推動支撐塊沿噴管徑向往復(fù)運(yùn)動的液壓腔室；所述第一圓環(huán)、第二圓環(huán)的內(nèi)部均開設(shè)有與液壓腔室相互連通的第一油道；兩件所述限位塊與第一圓環(huán)、第二圓環(huán)相配合的一端開設(shè)有環(huán)形的第二油道，且第一油道第二油道相互連通；兩件所述第二油道分別連通有位于噴管外部的油泵。

7、進(jìn)一步，所述第一圓環(huán)、第二圓形相互遠(yuǎn)離的兩端面均開設(shè)有兩個環(huán)形的卡槽；兩個所述卡槽同軸設(shè)置，且兩個卡槽分別設(shè)于第一油道的兩側(cè)；所述限位塊與第一圓環(huán)、第二圓環(huán)相接觸的一端開設(shè)有與卡槽相互配合的環(huán)形的卡塊；所述環(huán)形卡塊均凸出于限位塊的端面，且第二油道位于兩件卡塊之間。

8、進(jìn)一步，一種針對發(fā)動機(jī)溫度傳感器的雙冗余方法，應(yīng)用在所述的一種針對發(fā)動機(jī)溫度傳感器的雙冗余裝置中，實(shí)施步驟如下：

9、s1、啟動驅(qū)動電機(jī)并控制第一圓環(huán)、第二圓環(huán)朝相反方向轉(zhuǎn)動，溫度測量組件在旋轉(zhuǎn)的過程中對冷卻腔室內(nèi)的冷卻氣流進(jìn)行周向的檢測；

10、s2、啟動油泵并控制第一圓環(huán)、第二圓環(huán)上的支撐塊沿噴管徑向往復(fù)運(yùn)動，溫度傳感器對冷卻腔室內(nèi)的冷卻氣流進(jìn)行徑向的檢測，并且第一圓環(huán)上的支撐塊和第二圓環(huán)上的支撐塊在徑向上運(yùn)動的方向相反，增大了對冷卻氣流的檢測范圍；

11、s3、將檢測數(shù)據(jù)傳輸?shù)酵獠康闹悄芴幚砥魃?，?gòu)建冷卻腔室內(nèi)的三維溫度模型，實(shí)現(xiàn)對冷卻腔室內(nèi)的實(shí)時(shí)動態(tài)監(jiān)控。

12、本發(fā)明的有益效果在于：

13、1、本發(fā)明通過轉(zhuǎn)動環(huán)、溫度測量組件、驅(qū)動機(jī)構(gòu)以及限位塊等組件，能夠?qū)崿F(xiàn)對冷卻腔室進(jìn)行周向的溫度測量，并且溫度測量組件還能夠沿冷卻腔室徑向移動，能夠?qū)崿F(xiàn)更大范圍的溫度測量，并且多個溫度測量組件相互配合，具有一定的冗余空間，即使其中一個溫度測量組件不能正常工作，其余溫度測量組件也能夠在一定程度上保證對冷卻腔室的測量。

14、本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)、目標(biāo)和特征將在隨后的說明書中進(jìn)行闡述，并且在某種程度上對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見的，或者本領(lǐng)域技術(shù)人員可以從本發(fā)明的實(shí)踐中得到教導(dǎo)。本發(fā)明的目標(biāo)和其他優(yōu)點(diǎn)可以通過下面的說明書來實(shí)現(xiàn)和獲得。

技術(shù)特征：

1.一種針對發(fā)動機(jī)溫度傳感器的雙冗余裝置，包括噴管以及同軸套設(shè)在噴管內(nèi)的隔熱屏；其特征在于：所述隔熱屏與噴管之間設(shè)有供冷卻氣體流過的冷卻腔室；所述噴管的內(nèi)側(cè)表面轉(zhuǎn)動連接有同軸設(shè)置的轉(zhuǎn)動環(huán)；所述轉(zhuǎn)動環(huán)設(shè)于冷卻腔室內(nèi)；所述轉(zhuǎn)動環(huán)連接有帶動其旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動機(jī)構(gòu)，且驅(qū)動機(jī)構(gòu)固定在噴管的外表面；所述轉(zhuǎn)動環(huán)的內(nèi)側(cè)表面垂直固定有多件用于測量冷卻腔室溫度的溫度測量組件，且所有溫度測量組件沿轉(zhuǎn)動環(huán)周向間隔設(shè)置；所述溫度測量組件包括垂直設(shè)置在轉(zhuǎn)動環(huán)內(nèi)圈表面的支撐塊以及安裝在支撐塊表面的溫度傳感器；所述支撐塊的表面開設(shè)有沿冷卻氣體流動方向設(shè)置的通孔；所述溫度傳感器的測量端伸出通孔內(nèi)并與冷卻氣體接觸。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種針對發(fā)動機(jī)溫度傳感器的雙冗余裝置，其特征在于：所述轉(zhuǎn)動環(huán)包括兩件并行設(shè)置的第一圓環(huán)和第二圓環(huán)；所述第一圓環(huán)、第二圓環(huán)相鄰的兩端面相互抵接，且第一圓環(huán)、第二圓環(huán)的外側(cè)表面均同軸焊接有齒圈；兩件所述齒圈表面的齒相對設(shè)置并共同嚙合有多個傳動齒輪；所述傳動齒輪繞噴管周向均勻間隔設(shè)置，且任一所述傳動齒輪連接有帶動其旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動電機(jī)；所述驅(qū)動電機(jī)固定安裝在噴管外表面；多件所述溫度測量組件均勻設(shè)置在第一圓環(huán)、第二圓環(huán)的內(nèi)側(cè)表面，且第一圓環(huán)、第二圓環(huán)上的溫度測量組件數(shù)量相同并相互交錯設(shè)置。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種針對發(fā)動機(jī)溫度傳感器的雙冗余裝置，其特征在于：所述第一圓環(huán)、第二圓環(huán)相互遠(yuǎn)離的兩端面分別轉(zhuǎn)動連接有同軸設(shè)置的限位塊；兩件所述限位塊的一端均固定在噴管的內(nèi)側(cè)表面；所述第一圓環(huán)、第二圓環(huán)相抵的兩端面轉(zhuǎn)動連接；兩件所述限位塊、第一圓環(huán)、第二圓環(huán)以及噴管共同組成用于容納齒圈以及傳動齒輪的密封腔室。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種針對發(fā)動機(jī)溫度傳感器的雙冗余裝置，其特征在于：所述溫度測量組件還包括垂直固定在第一圓環(huán)、第二圓環(huán)內(nèi)圈表面的固定塊；所述支撐塊滑動穿設(shè)在固定塊靠近隔熱屏的一端；所述固定塊的內(nèi)部設(shè)有用于推動支撐塊沿噴管徑向往復(fù)運(yùn)動的液壓腔室；所述第一圓環(huán)、第二圓環(huán)的內(nèi)部均開設(shè)有與液壓腔室相互連通的第一油道；兩件所述限位塊與第一圓環(huán)、第二圓環(huán)相配合的一端開設(shè)有環(huán)形的第二油道，且第一油道第二油道相互連通；兩件所述第二油道分別連通有位于噴管外部的油泵。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種針對發(fā)動機(jī)溫度傳感器的雙冗余裝置，其特征在于：所述第一圓環(huán)、第二圓形相互遠(yuǎn)離的兩端面均開設(shè)有兩個環(huán)形的卡槽；兩個所述卡槽同軸設(shè)置，且兩個卡槽分別設(shè)于第一油道的兩側(cè)；所述限位塊與第一圓環(huán)、第二圓環(huán)相接觸的一端開設(shè)有與卡槽相互配合的環(huán)形的卡塊；所述環(huán)形卡塊均凸出于限位塊的端面，且第二油道位于兩件卡塊之間。

6.一種針對發(fā)動機(jī)溫度傳感器的雙冗余方法，其特征在于：應(yīng)用在權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的一種針對發(fā)動機(jī)溫度傳感器的雙冗余裝置中，實(shí)施步驟如下：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于航空發(fā)動機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種針對發(fā)動機(jī)溫度傳感器的雙冗余裝置及其方法，包括噴管以及同軸套設(shè)在噴管內(nèi)的隔熱屏，隔熱屏與噴管之間設(shè)有供冷卻氣體流過的冷卻腔室，噴管的內(nèi)側(cè)表面轉(zhuǎn)動連接有同軸設(shè)置的轉(zhuǎn)動環(huán)，轉(zhuǎn)動環(huán)設(shè)于冷卻腔室內(nèi)，轉(zhuǎn)動環(huán)連接有帶動其旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動機(jī)構(gòu)，轉(zhuǎn)動環(huán)的內(nèi)側(cè)表面垂直固定有多件溫度測量組件，溫度測量組件包括垂直設(shè)置在轉(zhuǎn)動環(huán)內(nèi)圈表面的支撐塊以及安裝在支撐塊表面的溫度傳感器，支撐塊的表面開設(shè)有沿冷卻氣體流動方向設(shè)置的通孔，溫度傳感器的測量端伸出通孔內(nèi)并與冷卻氣體接觸，采用本發(fā)明技術(shù)方案，能夠有效解決現(xiàn)有航空發(fā)動機(jī)內(nèi)噴管與隔熱屏之間的冷卻氣體溫度采集不夠密集的問題。

技術(shù)研發(fā)人員：章振宇,王兵兵,楊晨宇,張付軍
受保護(hù)的技術(shù)使用者：北京理工大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10