[發明專利]用于流場的氣流方向角度測量方法

有效

• 申請號: 201410330977.X
• 申請日: 2014-07-11
• 公開（公告）號: CN104090125B
• 公開（公告）日: 2017-07-18
• 發明（設計）人: 劉宏博;劉龍初;劉臣勇
• 申請（專利權）人: 中國航空動力機械研究所
• 主分類號: G01P13/02
• 分類號: G01P13/02
• 代理公司: 長沙智嶸專利代理事務所43211
• 代理人: 黃子平

技術領域

本發明涉及航空發動機部件檢測領域，特別地，涉及一種用于航空發動機部件試驗的流場測試中氣流方向角度的測量方法。

背景技術

目前，國內外都是通過試驗來驗證新型航空發動機的設計和發動機的改進、改型。在其部件試驗中，精確的測試流場參數的分布情況對計算部件性能，驗證設計結果尤為重要。現在對航空發動機部件(渦輪、壓氣機)出口氣流方向角度場的測試主要采用以下方法：

方法一：是采用多孔壓力受感器夾裝在位移機構上實現對流場的逐點掃描，利用位移機構自動跟向裝置對流場氣流方向角度實施跟向測量的方法。但多孔壓力受感器檢測氣流方向角由于存在不敏感區域導致測量誤差大的缺陷，經試驗驗證由此會產生的角度測量誤差最大達到5°。

方法二：采用多孔總壓方向受感器夾裝在位移機構上實現對流場的逐點掃描，此時多孔總壓方向受感器的支桿固定在位移機構上并且不旋轉，試驗測試過程中利用多空總壓方向受感器測得的壓力值并通過其風洞校準曲線反查得出氣流方向角，但該方法存在的缺陷是：當固定安裝的受感器移動到流場中氣流角變化較大的位置時，會存在較大測量誤差，甚至無法測量，而且通常三孔或五孔總壓方向受感器角度測量范圍一般只能達到±30°，對于超出此范圍的測量誤差較大，故存在角度測量范圍局限的固有缺陷。

現有的測試方法的問題是多孔壓力受感器的測量誤差大，而總壓方向受感器的本身角度測量范圍有限且存在氣動零位角，測試的精度不高，難以滿足性能計算要求，達不到試驗目的。

發明內容

本發明目的在于提供一種用于流場的氣流方向角度測量方法，以解決現有的氣流方向角度測量精度不高，難以滿足發動機部件試驗需要的技術問題。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種用于流場的氣流方向角度測量方法，包括以下步驟：

在流場中設置多孔總壓方向受感器，多孔總壓方向受感器經自動跟向裝置的調節對準流場的氣流方向；

根據多孔總壓方向受感器測得的壓力值和多孔總壓方向受感器的壓力-方向校準曲線得到流場的第一氣流方向角；

由自動跟向裝置得到多孔總壓方向受感器的跟向角，采用跟向角對第一氣流方向角進行修正得到第二氣流方向角。

進一步地，多孔總壓方向受感器經標準風洞校準并記錄有多孔總壓方向受感器的氣動零位角，采用氣動零位角和多孔總壓方向受感器的安裝零位角對第二氣流方向角進行修正得到第三氣流方向角。

進一步地，自動跟向裝置包括：

差壓傳感器，差壓傳感器的一端連接至多孔總壓方向受感器的一個壓力檢測孔，差壓傳感器的另一端連接至多孔總壓方向受感器的另一個壓力檢測孔；差壓傳感器根據檢測到的壓差信號生成指令以驅動位移機構帶動多孔總壓方向受感器移動。

進一步地，差壓傳感器判斷差壓信號是否大于設定閾值以生成指令驅動位移機構帶動多孔總壓方向受感器移動，當差壓信號小于或者等于設定閾值，則判定多孔總壓方向受感器對準流場的氣流方向。

進一步地，位移機構為三向位移機構，包括驅動多孔總壓方向受感器沿風洞的軸向移動的第一驅動軸和驅動多孔總壓方向受感器沿風洞的縱向位移的第二驅動軸，第一驅動軸和第二驅動軸均設有檢測位移角度的角度測量儀。

進一步地，多孔總壓方向受感器為三孔總壓方向受感器或者五孔總壓方向受感器。

進一步地，流場為用于檢測航空發動機部件的流場。

本發明具有以下有益效果：

本發明用于流場的氣流方向角度測量方法，通過對多孔總壓方向受感器在流場中進行調節且使得多孔總壓方向受感器對準流場的氣流方向，并通過檢測多孔總壓方向受感器的跟向角以對多孔總壓方向受感器檢測得到的第一氣流方向角進行修正，從而得到流場的準確氣流方向角，提高了氣流方向角的測量精度，以滿足航空發動機部件試驗的需求。

除了上面所描述的目的、特征和優點之外，本發明還有其它的目的、特征和優點。下面將參照圖，對本發明作進一步詳細的說明。

附圖說明

構成本申請的一部分的附圖用來提供對本發明的進一步理解，本發明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的不當限定。在附圖中：

圖1是本發明優選實施例用于流場的氣流方向角度測量方法的步驟流程示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖對本發明的實施例進行詳細說明，但是本發明可以由權利要求限定和覆蓋的多種不同方式實施。