[發(fā)明專利]一種發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴流溫度場(chǎng)測(cè)試方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410198308.1
• 申請(qǐng)日: 2014-05-12
• 公開（公告）號(hào): CN103983458B
• 公開（公告）日: 2016-11-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姚潤(rùn)強(qiáng);戴超
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)航空工業(yè)集團(tuán)公司沈陽(yáng)飛機(jī)設(shè)計(jì)研究所
• 主分類號(hào): G01M15/00
• 分類號(hào): G01M15/00
• 代理公司: 北京航信高科知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11526
• 代理人: 周良玉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于航空技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴流溫度場(chǎng)測(cè)試方法。

背景技術(shù)

飛機(jī)配裝的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)所產(chǎn)生的尾噴流具有高溫、高壓、高速的特點(diǎn)，其高溫特性對(duì)人員安全、發(fā)動(dòng)機(jī)及飛機(jī)紅外輻射特性、發(fā)動(dòng)機(jī)偏流板等都有直接影響。發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴流溫度場(chǎng)測(cè)試包括靜溫測(cè)試和總溫測(cè)試兩方面，靜溫為自由流溫度，總溫為氣流的滯止溫度。

紅外靜溫測(cè)試技術(shù)已應(yīng)用于軍民用多個(gè)領(lǐng)域，其采用紅外接收裝置把入射輻射能轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，經(jīng)數(shù)據(jù)處理后還原為溫度值。總溫測(cè)試需在與氣流接觸條件下進(jìn)行，而普通的總溫測(cè)試裝置無(wú)法承受發(fā)動(dòng)機(jī)的高溫尾噴流沖擊，因此，本方法使用了一種帶水冷的溫度測(cè)試耙，這種測(cè)試耙將總溫傳感器布置在耙上，利用水冷方法對(duì)測(cè)試耙進(jìn)行冷卻，因此具有耐高溫的特點(diǎn)，適合發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴流總溫測(cè)試環(huán)境。該種測(cè)試耙已申請(qǐng)國(guó)家專利，名稱：一種水冷式測(cè)量耙，申請(qǐng)?zhí)枺?01210563356.7。

目前尚無(wú)有效的發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴流溫度場(chǎng)測(cè)試方法，為空地勤人員安全范圍劃定、發(fā)動(dòng)機(jī)及飛機(jī)紅外特性分析、偏流板的結(jié)構(gòu)熱強(qiáng)度設(shè)計(jì)與對(duì)流換熱冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)等方面工作提供必要的試驗(yàn)數(shù)據(jù)支撐。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的：本發(fā)明提供一種發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴流溫度場(chǎng)測(cè)試方法，從而為空地勤人員安全范圍劃定、發(fā)動(dòng)機(jī)及飛機(jī)紅外特性分析、偏流板的結(jié)構(gòu)熱強(qiáng)度設(shè)計(jì)與對(duì)流換熱冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)等方面工作提供必要的試驗(yàn)數(shù)據(jù)支撐。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：利用紅外測(cè)溫系統(tǒng)測(cè)試發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴流靜溫，利用自由流接觸式總溫測(cè)試系統(tǒng)測(cè)試發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴流總溫，針對(duì)自由流和偏流板反射兩種不同條件的尾噴流特點(diǎn)，進(jìn)行差異化的紅外靜溫測(cè)試系統(tǒng)和接觸式總溫測(cè)試系統(tǒng)布設(shè)，安排發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行各種典型工作狀態(tài)的試車，試車過(guò)程中兩套測(cè)試系統(tǒng)同時(shí)工作，實(shí)時(shí)測(cè)取發(fā)動(dòng)機(jī)的靜溫和總溫?cái)?shù)據(jù)，經(jīng)后期數(shù)據(jù)處理后，得到發(fā)動(dòng)機(jī)各種典型狀態(tài)的尾噴流溫度場(chǎng)。

一種發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴流溫度場(chǎng)測(cè)試方法，其特征在于，測(cè)試分別在兩種條件下進(jìn)行，在自由流條件下，包括如下步驟：

第一，進(jìn)行測(cè)試系統(tǒng)排布：將3組總溫測(cè)試耙按適當(dāng)間距平行放置于發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴口正后方，垂直于尾噴口軸線；將靜溫測(cè)試用紅外熱像儀放置于發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴口側(cè)后方，朝向發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴流；將靜溫、總溫測(cè)試用數(shù)據(jù)處理計(jì)算機(jī)放置于安全區(qū)域。

第二，連接好紅外熱像儀與數(shù)據(jù)處理計(jì)算機(jī)之間的測(cè)試電纜和總溫測(cè)試耙與數(shù)據(jù)處理計(jì)算機(jī)之間的測(cè)試電纜，系統(tǒng)上電，完成測(cè)試前的設(shè)備調(diào)試和準(zhǔn)備工作。

第三，按發(fā)動(dòng)機(jī)試車規(guī)程進(jìn)行試車，在慢車、節(jié)流、中間、加力等各種典型工作狀態(tài)下進(jìn)行溫度測(cè)試，在各個(gè)穩(wěn)態(tài)保持足夠時(shí)間，待發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴流溫度場(chǎng)穩(wěn)定后再進(jìn)入下一狀態(tài)；試車過(guò)程中靜溫、總溫測(cè)試系統(tǒng)實(shí)時(shí)測(cè)取發(fā)動(dòng)機(jī)的靜溫和總溫?cái)?shù)據(jù)。

第四，試車結(jié)束后，利用數(shù)據(jù)處理計(jì)算機(jī)對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行后期處理，得出自由流條件下發(fā)動(dòng)機(jī)各個(gè)典型狀態(tài)的總溫溫度場(chǎng)和靜溫溫度場(chǎng)分布圖和動(dòng)態(tài)變化曲線。

在偏流板反射條件下，包括如下步驟：

第一，進(jìn)行測(cè)試系統(tǒng)排布：將偏流板打開到預(yù)定角度，將3組總溫測(cè)試耙分別放置于偏流板正后方和發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴流兩側(cè)，偏流板后方的測(cè)試耙距尾噴口截面一定距離，垂直于尾噴口軸線放置；尾噴流兩側(cè)的測(cè)試耙距尾噴口軸線一定距離，平行于尾噴口軸線放置。將靜溫測(cè)試用紅外熱像儀放置于發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴口側(cè)后方，朝向發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴流；將靜溫、總溫測(cè)試用數(shù)據(jù)處理計(jì)算機(jī)放置于安全區(qū)域。

第二，連接好紅外熱像儀與數(shù)據(jù)處理計(jì)算機(jī)之間的測(cè)試電纜和總溫測(cè)試耙與數(shù)據(jù)處理計(jì)算機(jī)之間的測(cè)試電纜，系統(tǒng)上電，完成測(cè)試前的設(shè)備調(diào)試和準(zhǔn)備工作。

第三，按發(fā)動(dòng)機(jī)試車規(guī)程進(jìn)行試車，在慢車、節(jié)流、中間、加力等各種典型工作狀態(tài)下進(jìn)行溫度測(cè)試，在各個(gè)穩(wěn)態(tài)保持足夠時(shí)間，待發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴流溫度場(chǎng)穩(wěn)定后再進(jìn)入下一狀態(tài)；試車過(guò)程中靜溫、總溫測(cè)試系統(tǒng)實(shí)時(shí)測(cè)取發(fā)動(dòng)機(jī)的靜溫和總溫?cái)?shù)據(jù)。

第四，試車結(jié)束后，利用數(shù)據(jù)處理計(jì)算機(jī)對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行后期處理，得出偏流板反射條件下發(fā)動(dòng)機(jī)各個(gè)典型狀態(tài)的總溫溫度場(chǎng)和靜溫溫度場(chǎng)分布圖和動(dòng)態(tài)變化曲線。

所述總溫測(cè)試耙為3組，在自由流條件下，3組測(cè)試耙按適當(dāng)間距平行放置于發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴口正后方，垂直于尾噴口軸線；在偏流板反射條件下，3組測(cè)試耙分別放置于偏流板正后方和發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴流兩側(cè)，偏流板后方的測(cè)試耙距尾噴口截面一定距離垂直于尾噴口軸線放置，尾噴流兩側(cè)的測(cè)試耙距尾噴口軸線一定距離平行于尾噴口軸線放置。

所述靜溫測(cè)試用紅外熱像儀正對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴流，選用(3～5)μm的中波波段進(jìn)行測(cè)試，以降低干擾。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：