本發(fā)明屬于壓力測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，涉及三維非定常流場(chǎng)的動(dòng)態(tài)壓力測(cè)量裝置，具體涉及一種測(cè)量三維復(fù)雜流場(chǎng)的半球頭十二孔穩(wěn)態(tài)壓力探針，適用于測(cè)量航空發(fā)動(dòng)機(jī)、壓氣機(jī)、風(fēng)扇等在逼喘過程中葉片排進(jìn)口、出口、級(jí)間存在回流的三維復(fù)雜流場(chǎng)，也適用于測(cè)量來流方向不明、來流方向變化較大、探針安裝后沒法調(diào)整安裝角度、存在回流的三維復(fù)雜流場(chǎng)。

背景技術(shù)：

壓力探針，如五孔壓力探針、七孔壓力探針等，以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、結(jié)實(shí)耐用、易于操作等優(yōu)點(diǎn)廣泛應(yīng)用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)、壓縮機(jī)、風(fēng)機(jī)、泵等內(nèi)三維流場(chǎng)測(cè)量。由于結(jié)構(gòu)和氣動(dòng)特性的限制，五孔壓力探針測(cè)量來流方向的范圍受到限制，偏轉(zhuǎn)角一般不超過±45°，七孔壓力探針測(cè)量來流的偏轉(zhuǎn)角范圍也不超過±70°。

在測(cè)量來流方向不明的流場(chǎng)，如果這些探針安裝時(shí)沒有大致對(duì)準(zhǔn)來流方向，超過探針有效的角度測(cè)量范圍，那么雖然從壓力感受孔測(cè)量獲得數(shù)據(jù)，但沒法計(jì)算出氣流方向、總壓、靜壓等流動(dòng)參數(shù)。

航空發(fā)動(dòng)機(jī)、壓氣機(jī)、風(fēng)扇等逼喘過程中，葉片排進(jìn)口、出口或葉片排間三維流場(chǎng)存在回流，常用的五孔壓力探針或七孔壓力探針無法準(zhǔn)確測(cè)量該區(qū)域的氣流偏轉(zhuǎn)角、俯仰角、總壓、靜壓、馬赫數(shù)，目前缺乏工程實(shí)用的能兼顧測(cè)量回流的三維穩(wěn)態(tài)壓力探針技術(shù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：針對(duì)目前缺乏工程實(shí)用的能兼顧測(cè)量回流的三維穩(wěn)態(tài)壓力探針技術(shù)，發(fā)明一種測(cè)量三維復(fù)雜流場(chǎng)的半球頭十二孔穩(wěn)態(tài)壓力探針，能測(cè)量出航空發(fā)動(dòng)機(jī)、壓氣機(jī)、風(fēng)扇等進(jìn)口、出口或葉片排間存在回流時(shí)氣流的偏轉(zhuǎn)角、俯仰角、總壓、靜壓、馬赫數(shù)等穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：

1、一種測(cè)量三維復(fù)雜流場(chǎng)的半球頭十二孔穩(wěn)態(tài)壓力探針，其特征在于：包括探針頭部(1)和支桿(2),所述探針頭部(1)包括共底面的圓柱體(3)、半球體(4)，在探針頭部圓柱體(3)側(cè)面上開有8個(gè)互不相通的圓柱面壓力感受孔(5)，在半球體(4)側(cè)面上開有4個(gè)互不相通的球面壓力感受孔(6)，12個(gè)壓力感受孔分別與12根引壓管(7)封裝在探針頭部(1)內(nèi)的一端各自相通。

2、進(jìn)一步，探針支桿(2)為圓柱體，其內(nèi)部開有圓型管道，探針頭部(1)內(nèi)封裝的12根引壓管(7)，通過探針支桿(2)內(nèi)的管道引出探針尾部。

3、進(jìn)一步，在探針頭部(1)圓柱體(3)側(cè)面上開有的8個(gè)圓柱面壓力感受孔(5)直徑為0.5毫米至1.5毫米，相鄰2個(gè)孔的中心線夾角為45°，這8個(gè)孔的中心線在同一個(gè)平面上，該平面垂直于探針頭部(1)圓柱體(3)的軸線，與探針頭部(1)半球體(4)底面的距離為1毫米至5毫米。

4、進(jìn)一步，在探針頭部(1)半球體(4)側(cè)面上，沿圓周均勻開有4個(gè)球面壓力感受孔(6)，直徑為0.5毫米至1.5毫米，每個(gè)球面壓力感受孔(6)的中心線與正下方對(duì)應(yīng)的圓柱體(3)側(cè)面上的一個(gè)正壓力感受孔(5)的中心線、探針頭部(1)圓柱體(3)的軸線在一個(gè)平面上，球面壓力感受孔(6)圓心與半球體(4)底面圓弧的距離為2毫米至6毫米。

5、進(jìn)一步，探針頭部(1)的圓柱體(3)的直徑為6毫米至10毫米，長(zhǎng)10毫米至40毫米，探針頭部(1)圓柱體(3)軸線與探針支桿(2)軸線重合。

本發(fā)明的有益效果是：

與現(xiàn)有的壓力探針相比，本發(fā)明經(jīng)過校準(zhǔn)標(biāo)定，能同時(shí)測(cè)得來流在偏轉(zhuǎn)角±180°、俯仰角±30°范圍內(nèi)的總壓、靜壓、馬赫數(shù)、俯仰角、偏轉(zhuǎn)角等穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)，適用于測(cè)量航空發(fā)動(dòng)機(jī)、壓氣機(jī)、風(fēng)扇等逼喘過程中葉片排進(jìn)口、出口、級(jí)間存在回流的三維復(fù)雜流場(chǎng)，也適用于測(cè)量來流方向不明、來流方向變化較大、探針安裝后沒法調(diào)整安裝角度、存在回流的三維復(fù)雜流場(chǎng)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例一中的測(cè)量三維復(fù)雜流場(chǎng)穩(wěn)態(tài)參數(shù)的十二孔壓力探針的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是三維流場(chǎng)來流偏轉(zhuǎn)角、俯仰角的定義示意圖。

其中：1-探針頭部，2-探針支桿，3-圓柱體，4-半球體，5-圓柱面壓力感受孔，6-球面壓力感受孔，7-引壓管。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)闡述。

如圖1所示，本實(shí)施例一中介紹了一種測(cè)量三維復(fù)雜流場(chǎng)的半球頭十二孔穩(wěn)態(tài)壓力探針，包括探針頭部(1)和支桿(2)，探針頭部(1)包括共底面的圓柱體(3)、半球體(4)，在探針頭部圓柱體(3)側(cè)面上開有8個(gè)互不相通的圓柱面壓力感受孔(5)，在半球體(4)側(cè)面上開有4個(gè)互不相通的球面壓力感受孔(6)，12個(gè)壓力感受孔分別與12根引壓管(7)封裝在探針頭部(1)內(nèi)的一端各自相通。

探針支桿(2)為圓柱體，直徑10毫米，其內(nèi)部開有圓型通道，直徑8毫米，探針頭部(1)內(nèi)封裝的12根引壓管(7)，通過探針支桿(2)內(nèi)的管道引出探針尾部。

在探針頭部(1)圓柱體(3)側(cè)面上開有的8個(gè)圓柱面壓力感受孔(5)直徑為0.5毫米，相鄰2個(gè)孔的中心線夾角為45°，這8個(gè)孔的中心線在同一個(gè)平面上，該平面垂直于探針頭部(1)圓柱體(3)的軸線，與探針頭部(1)半球體(4)底面的距離為1毫米。

在探針頭部(1)半球體(4)側(cè)面上，沿圓周均勻開有4個(gè)球面壓力感受孔(6)，直徑為0.5毫米，每個(gè)球面壓力感受孔(6)的中心線與正下方對(duì)應(yīng)的圓柱體(3)側(cè)面上的一個(gè)正壓力感受孔(5)的中心線、探針頭部(1)圓柱體(3)的軸線在一個(gè)平面上，球面壓力感受孔(6)圓心與半球體(4)底面圓弧的距離為2毫米。

探針頭部(1)的圓柱體(3)的直徑為8毫米，長(zhǎng)30毫米，探針頭部(1)圓柱體(3)軸線與探針支桿(2)軸線重合。

本發(fā)明實(shí)施例中介紹的一種測(cè)量三維復(fù)雜流場(chǎng)的半球頭十二孔穩(wěn)態(tài)壓力探針，經(jīng)過校準(zhǔn)標(biāo)定，可以獲得標(biāo)定數(shù)據(jù)。實(shí)際測(cè)量三維復(fù)雜流場(chǎng)時(shí)，該半球頭十二孔穩(wěn)態(tài)壓力探針的12個(gè)壓力感受孔測(cè)得各自感受到的壓力數(shù)據(jù)，利用獲得的標(biāo)定數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，能測(cè)得三維來流在偏轉(zhuǎn)角±180°、俯仰角±30°范圍內(nèi)的總壓、靜壓、馬赫數(shù)、俯仰角、偏轉(zhuǎn)角的穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)，適用于測(cè)量航空發(fā)動(dòng)機(jī)、壓氣機(jī)、風(fēng)扇等逼喘過程中葉片排進(jìn)口、出口、級(jí)間的三維復(fù)雜流場(chǎng)，也適用于測(cè)量來流方向不明、來流方向變化較大、探針安裝后沒法調(diào)整安裝角度、存在回流的三維復(fù)雜流場(chǎng)。