[發明專利]一種測量三維非定常復雜流場的十二孔動態壓力探針

有效

• 申請號: 201710247114.X
• 申請日: 2017-04-17
• 公開（公告）號: CN106989895B
• 公開（公告）日: 2019-04-16
• 發明（設計）人: 馬宏偉;馬融
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G01M9/06
• 分類號: G01M9/06;G01L23/00;G01L23/24
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• 代理人: 暫無信息

本發明屬于壓力測試技術領域，公開了一種測量三維非定常復雜流場的十二孔動態壓力探針，包括探針頭部、支桿，探針頭部包括共底面的圓柱體、圓錐體，其內封裝12個動態壓力傳感器，探針頭部圓柱面上開有8個壓力感受孔，圓錐體表面上開有4個壓力感受孔，這12個感受孔分別與探針頭部內12支動態壓力傳感器相通，傳感器線纜通過探針支桿內通道引出探針尾部。與現有壓力探針相比，本發明經過標定，能同時測得來流偏轉角±180°、俯仰角±30°范圍內總壓、靜壓、馬赫數、俯仰角、偏轉角隨時間的變化，適用于航空發動機、壓氣機、風扇等逼喘試驗中，兼顧測量設計點、近失速點、喘振點等狀態下進口、出口或級間三維非定常復雜流場。

技術領域

本發明屬于壓力測試技術領域，涉及三維非定常流場的動態壓力測量裝置，具體涉及一種測量三維非定常復雜流場的十二孔動態壓力探針，適用于航空發動機、壓氣機、風扇等逼喘試驗中，兼顧測量設計點、近失速點、喘振點等狀態下進口、出口或級間三維非定常復雜流場，也適用于測量來流方向不明、來流方向變化較大、探針安裝后沒法調整安裝角度、存在倒流的三維非定常流場。

背景技術

航空發動機、壓氣機、風扇等葉片排進口、出口、級間氣流方向、總壓、馬赫數等流場參數，目前常用壓力探針，如三孔壓力探針、五孔壓力探針、七孔壓力探針進行測量。

但在逼喘試驗過程中，機器要從設計點逐步運行到近失速點、失速點、喘振點。在設計點至近失速點之間，常用的壓力探針一般能夠測量出主流的氣流方向、總壓、馬赫數等流場參數，而當機器進入失速、喘振狀態時，由于流道內出現大面積的間歇性的倒流，現用的壓力探針無法測量出倒流區的總壓、靜壓、馬赫數、來流方向，更不能提供這些參數隨時間變化的動態數據。

目前缺乏工程實用的、能兼顧測量設計點、近失速點、失速點、喘振點等不同狀態下，壓氣機、風扇等葉片排進口、出口、級間三維非定常復雜流場的動態壓力探針。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：針對航空發動機、壓氣機、風扇等復雜內流場測量中，缺乏工程實用的、能兼顧測量設計點、近失速點、失速點、喘振點等不同狀態下進口、出口或級間三維非定常流動參數的壓力探針，發明一種測量三維非定常復雜流場的十二孔動態壓力探針，能測量出流動方向不明、流動方向變化較大、探針安裝后沒法調整安裝角度、存在倒流時氣流總壓、靜壓、馬赫數、偏轉角、俯仰角參數隨時間的變化。

本發明的技術解決方案是：

1、一種測量三維非定常復雜流場的十二孔動態壓力探針，其特征在于：包括探針頭部(1)、支桿(2)，所述探針頭部(1)包括共底面的圓柱體(3)、圓錐體(4)，其內部封裝有12支動態壓力傳感器，在探針頭部圓柱體(3)側面上開有8個互不相通的圓柱面壓力感受孔(5)，在圓錐體(4)側面上開有4個互不相通的圓錐面壓力感受孔(6)，12個壓力感受孔分別與封裝在探針頭部(1)內的12支動態壓力傳感器相通。

2、進一步，探針支桿(2)為圓柱體，其內部開有圓型管道，探針頭部(1)內封裝的12個動態壓力傳感器的線纜(7)，通過探針支桿(2)內的管道引出探針尾部。

3、進一步，在探針頭部(1)圓柱體(3)側面上開有的8個圓柱面壓力感受孔(5)直徑為0.5毫米至1.5毫米，相鄰2個孔的中心線夾角為45°，這8個孔的中心線在同一個平面上，該平面垂直于探針頭部(1)圓柱體(3)的軸線，與探針頭部(1)圓錐體(4)底面的距離為1毫米至5毫米。

4、進一步，在探針頭部(1)圓錐體(4)側面上，沿圓周均勻開有4個圓錐面壓力感受孔(6)，直徑為0.5毫米至1.5毫米，每個圓錐面壓力感受孔(6)的中心線與正下方對應的圓柱體(3)側面上的一個正壓力感受孔(5)的中心線、探針頭部(1)圓柱體(3)的軸線在一個平面上，圓錐面壓力感受孔(6)圓心與圓錐體(4)底面圓弧的距離為2毫米至6毫米。