[發明專利]一種非接觸式發動機推力測試方法及裝置

無效

• 申請號: 201210169385.5
• 申請日: 2012-05-29
• 公開（公告）號: CN102680238A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 鄭龍席;李超;黃希橋;李勍
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: G01M15/00
• 分類號: G01M15/00;G01L5/00
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 陳星

1.一種非接觸式發動機推力測試方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟1：采用CFD軟件模擬計算發動機尾部后方的圓形平板的臨界安裝距離：

步驟1.1：在CFD軟件中建立待測發動機模型和圓形平板模型，其中圓形平板模型的半徑不小于待測發動機模型尾部噴口截面半徑的10倍；圓形平板模型的初始位置處于待測發動機模型尾部噴口后方10～20倍噴口截面直徑處，且圓形平板模型與待測發動機模型尾部噴管同軸；待測發動機模型尾部噴流設置為強制流通；

步驟1.2：采用動網格方法，圓形平板模型以不大于10mm/s的速度沿圓形平板模型中心軸線向待測發動機模型尾部噴口方向運動，每隔1s模擬計算一次圓形平板模型受到的待測發動機模型尾部噴流的推力，當首次出現相鄰兩次模擬計算的推力值的相對誤差大于5％時，以該相鄰兩次模擬計算中后一次模擬計算時圓形平板模型與待測發動機模型尾部噴口的距離作為圓形平板的臨界安裝距離；

步驟2：采用CFD軟件模擬計算圓形平板的半徑：

步驟2.1：在CFD軟件中采用步驟1.1構建的待測發動機模型和圓形平板模型，其中圓形平板模型處于臨界安裝位置，圓形平板模型的中心軸線與待測發動機模型的中心軸線平行，且兩條中心軸線的距離等于圓形平板模型的半徑；

步驟2.2：采用動網格方法，圓形平板模型以不大于10mm/s的速度沿圓形平板模型中心軸線與待測發動機模型中心軸線構成的平面方向運動，使圓形平板模型中心軸線與待測發動機模型中心軸線相互接近，每隔1s模擬計算一次圓形平板模型受到的待測發動機模型尾部噴流的推力，當首次出現相鄰兩次模擬計算的推力值的相對誤差小于1％時，以該相鄰兩次模擬計算中任意一次模擬計算時圓形平板模型的移動距離作為圓形平板的半徑；

步驟3：進行第一組實際測量：將連接有測量裝置的圓形平板固定在待測發動機尾部噴管后方，圓形平板與待測發動機尾部噴管同軸；圓形平板與待測發動機尾部噴管的距離等于步驟1得到的臨界安裝距離，圓形平板半徑等于步驟2得到的半徑值；開啟待測發動機并調至正常工作狀態，測量圓形平板受到的推力值；

步驟4：關閉發動機，待測量裝置冷卻后，將圓形平板沿其中心軸線向遠離待測發動機的方向移動0.5～2.5倍待測發動機尾部噴管直徑的距離；開啟待測發動機并調至正常工作狀態，測量圓形平板受到的推力值；

步驟5：重復步驟4，直至圓形平板與待測發動機尾部噴管的距離大于10倍的待測發動機尾部噴管直徑；對步驟3～步驟5得到的一組圓形平板受到的推力值及其對應圓形平板與待測發動機尾部噴管距離值進行線性擬合，根據擬合得到的線性方程計算當圓形平板與待測發動機尾部噴管距離值為0時的推力值，即為發動機產生的推力值。

2.一種非接觸式發動機推力測試裝置，其特征在于：包括支撐臺和測量組件；

支撐臺分為上分架和下分架，上分架與下分架通過螺栓定位連接，通過改變螺栓的安裝定位孔，可以調節上分架和下分架的安裝高度；上分架上表面用于支撐測量組件；

測量組件包括動架組件和靜架組件；靜架組件包括靜止架和第一傳感器安裝座，靜止架固定在上分架上表面，靜止架高度方向上有傳感器安裝座的安裝滑槽，第一傳感器安裝座安裝在安裝滑槽內，并通過定位螺栓固定，通過改變第一傳感器安裝座在安裝滑槽內的位置，可以調節第一傳感器安裝座的安裝高度；動架組件包括兩條工作軌道、連接架、可動架、延伸桿和圓形平板；工作軌道固定在上分架上表面，可動架下端通過滾動軸承與工作軌道連接，可動架可沿工作軌道移動；連接架與可動架固定連接，連接架上端穿過有延伸桿，延伸桿中心軸線與工作軌道軸線平行；延伸桿前端與圓形平板固定連接，圓形平板的承接面垂直于延伸桿中心軸線；延伸桿后端固定有第二傳感器安裝座；第一傳感器安裝座與第二傳感器安裝座之間固定有壓電式力傳感器。