專利名稱：用于高速風(fēng)洞動力模擬實驗的發(fā)動機(jī)模擬器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是實驗?zāi)M器，具體涉及的是航空氣動力實驗時用于高速風(fēng)洞動力
模擬實驗的發(fā)動機(jī)模擬器。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代高速飛機(jī)/飛行器的動力裝置大多采用渦輪噴氣或渦輪風(fēng)扇發(fā)動機(jī)。這些發(fā) 動機(jī)的進(jìn)氣、排氣對不同布局的飛機(jī)/飛行器的升力、阻力、飛行穩(wěn)定性等氣動特性有著不 同的影響。發(fā)動機(jī)動力模擬實驗的目的就是要測量發(fā)動機(jī)工作時，發(fā)動機(jī)進(jìn)、排氣對飛機(jī)/ 飛行器氣動特性的影響。 對于應(yīng)用引射模擬器進(jìn)行的動力模擬實驗來說，在低速風(fēng)洞，無論是試驗設(shè)備還 是引射模擬器設(shè)計、試驗技術(shù)和國外差距不大，高速風(fēng)洞的動力模擬實驗卻有很大難度。高 速風(fēng)洞一般實驗段尺寸小，導(dǎo)致模型的縮比很大，可供設(shè)計的空間十分有限；同時作用于模 擬器上的氣動載荷比低速風(fēng)洞大的多，整個系統(tǒng)要有足夠的強(qiáng)度、剛度；發(fā)動機(jī)模擬器的供 氣系統(tǒng)要承受高壓氣流的壓力，需要有足夠的強(qiáng)度、剛度，為保證實驗需求的進(jìn)氣量，供氣 系統(tǒng)還要有足夠的進(jìn)氣截面積；同時，在發(fā)動機(jī)模擬器的內(nèi)部要有整流裝置、測量氣流參數(shù) 的裝置。因此，在高壓和大氣動載荷的條件下，在模擬器有限的空間內(nèi)實現(xiàn)供氣、引射、整 流、測壓等功能，設(shè)計、加工和相關(guān)參數(shù)的測量都困難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對高速風(fēng)洞發(fā)動機(jī)動力模擬器設(shè)計中的困難而提供一種能合 理分配模擬器內(nèi)部有限的空間，具有優(yōu)化供氣、引射、整流和測壓等功能，從而滿足使用條 件又具有齊全功能的用于高速風(fēng)洞動力模擬實驗的發(fā)動機(jī)模擬器。
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的 用于高速風(fēng)洞動力模擬實驗的發(fā)動機(jī)模擬器，包括外殼體(模擬完整的發(fā)動機(jī)) 及裝設(shè)在外殼體內(nèi)的引射裝置、整流裝置和測壓裝置；所述引射裝置，包括長圓型進(jìn)氣口、 集氣環(huán)和多個噴管；進(jìn)氣口位于外殼體的前部的上頂面，進(jìn)氣口的下端與集氣環(huán)相連通，集 氣環(huán)為環(huán)狀空腔并位于外殼體的內(nèi)壁，多個噴管均勻?qū)ΨQ的布設(shè)在外殼體的內(nèi)壁上，多個 噴管的前端與集氣環(huán)相通； 所述整流裝置，包括支撐環(huán)、多個薄板和不銹鋼網(wǎng)，多個薄板縱橫均勻布設(shè)在圓環(huán) 型的支撐環(huán)上，薄板的迎風(fēng)面為尖劈型，減少氣流的阻力。支撐環(huán)與外殼體固定連接，不銹 鋼網(wǎng)布設(shè)在多個薄板搭設(shè)的支撐架上；整流器位于噴管的后面； 氣流從集氣環(huán)進(jìn)入噴管，從噴管噴出后，流經(jīng)整流器，使氣流變的更加均勻。
上述測壓裝置，包括總壓測量耙、多個靜壓測量孔、測壓管通道、測壓管通道蓋和 多個靜壓測壓管；上述多個靜壓測量孔位于外殼體后段的內(nèi)壁上并沿外殼體內(nèi)圓周均勻布 設(shè)?？倝簻y量耙為與進(jìn)氣道平行的多個總壓測壓管和懸臂支撐板構(gòu)成，總壓測壓管從懸臂 支撐板中預(yù)設(shè)的位置穿過，總壓測壓管的排列位置是經(jīng)過計算確定的。每個懸臂支撐板支撐多個總壓測壓管。所有總壓測壓管的進(jìn)氣口與靜壓測量孔處在進(jìn)氣道的同一截面上，懸 臂支撐板沿外殼體內(nèi)圓周前后交錯均勻布設(shè)，前后交錯布設(shè)有效降低進(jìn)氣道對應(yīng)位置的阻 塞度。懸臂支撐板的前后緣設(shè)置成圓弧形，減少氣流的阻力。多個總壓測壓管與靜壓測壓 管沿測壓管通道歸集收攏成束后從外殼體后段的上部引出，測壓管與外部的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 相連，獲取混合氣流的相關(guān)參數(shù)，用于實驗數(shù)據(jù)的處理?？倝簻y量耙和靜壓測量孔位于整流 器的后部，靠近模擬器的尾噴口。測壓管通道為環(huán)形槽結(jié)構(gòu)并位于后段的外部。測壓管通 道的外部有測壓管通道蓋，使發(fā)動機(jī)的外形完整。測壓裝置位于整流器的后面，靠近發(fā)動機(jī) 的尾噴口。 上述集氣環(huán)具有30-40mm的寬度和3_5mm厚度(依不同的具體情況設(shè)計時通過計
算而確定)，引射氣流YS進(jìn)入集氣環(huán)后能夠較為均勻的分布。 上述整流器的多個薄板的迎風(fēng)面為尖劈型，減少氣流的阻力。 上述多個總壓測量耙的懸臂支撐板沿外殼體的內(nèi)圓周前后交錯均勻分布。 上述多個靜壓測量孔與總壓測量耙的總壓測壓管的進(jìn)氣口處在進(jìn)氣道的同一截面上。 上述測壓管通道的外部有測壓管通道蓋。
本發(fā)明的工作過程及原理 1 、高壓引射氣流通過機(jī)翼、掛架進(jìn)入模擬器內(nèi)，測壓管也要從掛架和機(jī)翼內(nèi)引出。
2、高壓引射氣流從進(jìn)氣口進(jìn)入集氣環(huán)，迅速充滿集氣環(huán)后，進(jìn)入噴管，經(jīng)過噴管的 喉道后，弓I射氣流速壓開始增加，增大模擬器排氣的落壓比。 3、從噴管噴出的引射氣流與進(jìn)入模擬發(fā)動機(jī)的風(fēng)洞氣流形成的混合氣流經(jīng)過整 流器后，更加的趨于均勻?？倝簻y量耙、靜壓測量孔的測壓管與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)相連，獲取模 擬器尾噴口處混合氣流的參數(shù)。 4、在實驗中，從單獨的供氣管路引入高壓氣流作為引射氣流，引射氣流從長圓型 進(jìn)氣口進(jìn)入集氣環(huán)，集氣環(huán)為環(huán)狀空腔，具有一定的寬度和厚度，引射氣流在其中能夠較為 均勻的分布，為沿進(jìn)氣道內(nèi)圓周分布的噴管供氣。 5、氣流從噴管噴出時速壓增加，與進(jìn)入模擬發(fā)動機(jī)的風(fēng)洞氣流混合后流經(jīng)整流
器，整流器有利于混合氣流均勻。噴管的出口與整流器間的距離是經(jīng)過計算的。 6、混合后的氣流經(jīng)過整流器后到達(dá)總壓測量耙和靜壓測量孔處，總壓測量耙和靜
壓測量孔的測壓管與外部的采集系統(tǒng)連接，獲取混合氣流的相關(guān)參數(shù)，用于后期的實驗數(shù)
據(jù)的處理。 本發(fā)明的特點是結(jié)構(gòu)緊湊，各元件的參數(shù)經(jīng)過計算取得，元件間的距離經(jīng)計算確 定，整個發(fā)動機(jī)模擬器的設(shè)計科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)。各零、部件拆裝方便，實驗性能穩(wěn)定、可靠，精度高、 實驗數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。


圖1是本發(fā)明的總體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本發(fā)明在模型上的位置示意圖。
圖3是圖2的左視示意圖。
圖4是圖2的A-A向剖視示意圖。
具體實施例方式
參見附圖1 4所示，本發(fā)明發(fā)動機(jī)模擬器用螺釘固連在模型19的掛架20上，與 掛架20相連的是前固定點2和后固定點8 ;風(fēng)洞氣流FT從本發(fā)明的前端進(jìn)入。
用于高速風(fēng)洞動力模擬實驗的發(fā)動機(jī)模擬器，包括(模擬完整的發(fā)動機(jī))外殼體 1及裝設(shè)在外殼體1內(nèi)的引射裝置、整流裝置和測壓裝置；所述外殼體1是模擬完整的發(fā)動 機(jī)形體，上述引射裝置，包括進(jìn)氣口 3、集氣環(huán)5和多個噴管4 ;進(jìn)氣口 3位于外殼體1的前 部的上頂面，進(jìn)氣口 3的下端與集氣環(huán)5相連通，集氣環(huán)5為環(huán)狀空腔并位于外殼體1的內(nèi) 壁，多個噴管4均勻?qū)ΨQ的布設(shè)在外殼體1的內(nèi)壁上，多個噴管4的前端與集氣環(huán)5相通；
整流裝置，包括支撐環(huán)7、多個薄板18和不銹鋼網(wǎng)，多個薄板18縱橫均勻布設(shè)在圓 環(huán)型的支撐環(huán)7上構(gòu)成支撐架，薄板18的迎風(fēng)面為尖劈型，支撐環(huán)7與外殼體1固定連接， 不銹鋼網(wǎng)布設(shè)在多個薄板18搭設(shè)的支撐架上；整流器6位于噴管4的后面；
引射氣流YS從集氣環(huán)5進(jìn)入噴管4，從噴管4噴出后，流經(jīng)整流器6，使氣流變的 更均勻。 測壓裝置，包括總壓測量耙12、多個靜壓測量孔14、測壓管通道9、測壓管通道蓋 15和多個靜壓測壓管10 ;上述多個靜壓測量孔14位于外殼體1后段16的內(nèi)壁上并沿外殼 體1內(nèi)圓周均勻布設(shè)，靜壓測量孔14通過靜壓測壓管10與外部的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)相連?？?壓測量耙12為與進(jìn)氣道17平行的多個總壓測壓管11和懸臂支撐板13構(gòu)成，總壓測壓管 11從懸臂支撐板13中預(yù)設(shè)的位置穿過，總壓測壓管11的排列位置是經(jīng)過計算確定的。每 個懸臂支撐板13支撐多個總壓測壓管11。所有總壓測壓管11的進(jìn)氣口與靜壓測量孔14 處在進(jìn)氣道17的同一截面上，但懸臂支撐板13沿外殼體1內(nèi)圓周前后交錯均勻布設(shè)，有效 降低進(jìn)氣道17對應(yīng)位置的阻塞度。懸臂支撐板13的前后緣設(shè)置成圓弧形，減少氣流的阻 力。多個總壓測壓管11與靜壓測壓管10沿測壓管通道9歸集收攏成束后從外殼體1的后 上部引出。 總壓測量耙12和靜壓測量孔14位于整流器6的后部，靠近模擬器的尾噴口。測 壓管通道9為環(huán)形槽結(jié)構(gòu)并位于外殼體1后段16的外部。 多個總壓測壓管11與靜壓測壓管10與外部的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)相連，獲取混合氣流 的相關(guān)參數(shù)，用于實驗數(shù)據(jù)的處理。 測壓管通道9的外部有測壓管通道蓋15，使發(fā)動機(jī)的外形完整。 本發(fā)明裝置有完整的供氣系統(tǒng)、引射系統(tǒng)、測量系統(tǒng)，通過合理的分布有限的模擬
器空間，優(yōu)化供氣、引射、整流、測壓等功能元件的設(shè)計，在高壓、大氣動載荷的條件下，設(shè)計
權(quán)利要求
用于高速風(fēng)洞動力模擬實驗的發(fā)動機(jī)模擬器，包括外殼體(1)及裝設(shè)在外殼體(1)內(nèi)的引射裝置、整流裝置和測壓裝置；其特征在于所述引射裝置，包括長圓型進(jìn)氣口(3)、集氣環(huán)(5)和多個噴管(4)；進(jìn)氣口(3)位于外殼體(1)的前部的上頂面，進(jìn)氣口(3)的下端與集氣環(huán)(5)相連通，集氣環(huán)(5)為環(huán)狀空腔并位于外殼體(1)的內(nèi)壁，多個噴管(4)均勻?qū)ΨQ的布設(shè)在外殼體(1)的內(nèi)壁上，多個噴管(4)的前端與集氣環(huán)(5)相通；所述整流裝置，包括圓環(huán)型的支撐環(huán)(7)、多個薄板(18)和不銹鋼網(wǎng)，多個薄板(18)縱橫均勻布設(shè)支撐環(huán)(7)上構(gòu)成支撐架，支撐環(huán)(7)與外殼體(1)固定連接，不銹鋼網(wǎng)布設(shè)在多個薄板(18)搭設(shè)的支撐架上；整流器(6)位于噴管(4)的后面；上述測壓裝置，包括總壓測量耙(12)、多個靜壓測量孔(14)、測壓管通道(9)、測壓管通道蓋(15)和多個靜壓測壓管(10)；上述多個靜壓測量孔(14)位于外殼體(1)后段(16)的內(nèi)壁上并沿外殼體(1)內(nèi)圓周均勻布設(shè)；總壓測量耙(12)為與進(jìn)氣道(17)平行的多個總壓測壓管(11)和懸臂支撐板(13)構(gòu)成，總壓測壓管(11)從懸臂支撐板(13)中預(yù)設(shè)的位置穿過；每個懸臂支撐板(13)支撐多個總壓測壓管(11)；所有總壓測壓管(11)的進(jìn)氣口與靜壓測量孔(14)處在進(jìn)氣道(17)的同一截面上，懸臂支撐板(13)沿外殼體(1)內(nèi)圓周前后交錯均勻布設(shè)；懸臂支撐板(13)的前后緣設(shè)置成圓弧形；多個總壓測壓管(11)與靜壓測壓管(10)沿測壓管通道(9)歸集收攏成束后從外殼體(1)后段(16)的上部引出；總壓測量耙(12)和靜壓測量孔(14)位于整流器(6)的后部，靠近模擬器的尾噴口；測壓管通道(9)為環(huán)形槽結(jié)構(gòu)并位于后段(16)的外部。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于高速風(fēng)洞動力模擬實驗的發(fā)動機(jī)模擬器，其特征在于 上述集氣環(huán)(5)具有30-40mm的寬度和3-5mm厚度。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于高速風(fēng)洞動力模擬實驗的發(fā)動機(jī)模擬器，其特征在于 上述整流器(6)的多個薄板(18)的迎風(fēng)面為尖劈型。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于高速風(fēng)洞動力模擬實驗的發(fā)動機(jī)模擬器，其特征在于 上述多個總壓測量耙(12)的懸臂支撐板(13)沿外殼體的內(nèi)圓周前后交錯均勻分布。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于高速風(fēng)洞動力模擬實驗的發(fā)動機(jī)模擬器，其特征在于 上述多個靜壓測量孔(14)與總壓測量耙(12)的總壓測壓管(11)的進(jìn)氣口處在進(jìn)氣道 (17)的同一截面上。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于高速風(fēng)洞動力模擬實驗的發(fā)動機(jī)模擬器，其特征在于 上述測壓管通道(9)的外部有測壓管通道蓋(15)。
全文摘要
用于高速風(fēng)洞動力模擬實驗的發(fā)動機(jī)模擬器，進(jìn)氣口位于外殼體上面，其下端與集氣環(huán)相通，多個噴管均勻布設(shè)外殼體的內(nèi)壁，噴管的前端與集氣環(huán)相通；多個薄板縱橫布設(shè)在圓形支撐環(huán)上構(gòu)成支撐架，網(wǎng)布設(shè)在支撐架上，構(gòu)成整流器，總壓測量耙由多個總壓測壓管和懸臂支撐板組成，總壓測壓管由懸臂支撐板支撐，懸臂支撐板沿進(jìn)氣道的內(nèi)圓周前后交錯均勻分布，總壓測量耙和靜壓測量孔的測壓管沿測壓管通道歸集收攏成一束后從外殼體的后上部引出，靜壓測量孔與總壓測壓耙位于整流器的后面。本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊，各參數(shù)經(jīng)過嚴(yán)格計算，各零部件拆裝方便，實驗性能穩(wěn)定、可靠，精度高、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。
文檔編號G01M9/00GK101750204SQ20091022057
公開日2010年6月23日 申請日期2009年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月8日
發(fā)明者宋志安, 宋文成, 王彤, 趙文濤, 陳雪原 申請人:中國航空工業(yè)第一集團(tuán)公司沈陽空氣動力研究所