[發明專利]一種水下金屬燃料發動機推力測試裝置

有效

• 申請號: 201710532408.7
• 申請日: 2017-07-03
• 公開（公告）號: CN107478366B
• 公開（公告）日: 2019-09-10
• 發明（設計）人: 金鑫;何波;王金云;劉艷;呂沐辰;宋美霞
• 申請（專利權）人: 河北漢光重工有限責任公司
• 主分類號: G01L5/00
• 分類號: G01L5/00
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 周蜜;仇蕾安

技術領域

本發明涉及一種水下金屬燃料發動機推力測試裝置，屬于水下金屬燃料發動機技術領域。

背景技術

水下金屬燃料發動機是利用金屬燃料單位體積內能量高的優點，使用金屬燃料與水反應，持續穩定燃燒，產生大量高溫高壓的氫氣，同時利用金屬與水反應放出的熱量加熱水成為水蒸氣，使氫氣與水蒸氣通過噴管膨脹做功的一種熱力發動機。

水下金屬燃料發動機應用于水下航行器動力裝置有明顯的優勢，推力測量是水下金屬燃料發動機測試的重要內容之一，對于發動機的性能檢測有著重要意義。現有技術中的推力測試方法主要有間接法和直接法兩大類。間接測量法是在剛度和阻尼系數已知的條件下，通過測出位移量代入二階系統動力學微分方程間接計算出推力，但是計算較真實環境有所簡化，不能精確的反應實際情況；直接測量法是通過專用的推力測試裝置直接測得發動機推力，其中測試臺架為推力測試系統核心，他的性能直接影響測試的準確性，但尚沒有水中真實環境的測試裝置。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種水下金屬燃料發動機推力測試裝置，可以解決現有技術中的不能真實測量水下推力、不能測量微小推力的問題。

為了實現本發明的目的，采用如下技術方案。

一種水下金屬燃料發動機推力測試裝置，所述測試裝置包括發動機推力測試臺架、壓力傳感器和發動機；其中，所述推力測試臺架包括水箱、卡子、力臂Ⅰ、支架、橫向支撐結構、軸承座、平臺、力臂Ⅱ和墊塊。

其中，支架具有兩個縱向支撐結構，分別位于支架的中部和后部。

兩個結構完全一樣的支架分別位于水箱的左右兩側，位于兩個支架中部的縱向支撐結構頂端分別與橫向支撐結構兩端固定連接，使橫向支撐結構保持水平，位于兩個支架后部的縱向支撐結構頂端分別與平臺底部固定連接，使平臺保持水平，平臺上固定安裝有壓力傳感器；所述橫向支撐結構通過軸承與軸承座過盈裝配在一起，所述軸承座的一端與力臂Ⅰ頂端固定連接，所述軸承座的另一端與力臂Ⅱ頂端固定連接；力臂Ⅰ底端通過卡子與發動機固定連接，發動機位于水箱中，力臂Ⅱ底端與墊塊固定連接，所述墊塊緊密接觸于壓力傳感器上方，力臂Ⅱ保持水平狀態。

優選所述發動機采用鍋爐耐熱鋼材料制成。

力臂Ⅰ和力臂Ⅱ可成比例制作長度，優選長度比例為2:1，達到所測壓力數據放大的作用，使所測量數據更精確。

發動機徑向距離水箱側擋板、水箱底部及水面距離不小于自身直徑的10倍，發動機軸向距離水箱前后擋板距離不小于自身長度的5倍。

優選的發動機軸向與力臂Ⅰ軸向垂直，發動機軸線、力臂Ⅰ軸線和力臂Ⅱ軸線在同一平面內。

本發明所述水下金屬燃料發動機的推力測試裝置的工作方式如下：

所述水下金屬燃料發動機推力測試裝置工作時，水箱中放置水，使發動機位于水下，點火啟動后，所述發動機在水箱里產生水平脈沖推力，通過力臂Ⅰ產生一個正向力矩；反作用力通過墊塊作用于壓力傳感器，通過力臂Ⅱ產生一個反向力矩；兩力矩大小相等，方向相反，所述壓力傳感器記錄脈沖壓力數據，通過串口把數據傳輸到電腦端，通過壓力傳感器測得的反作用力，應用公式：反作用力×力臂Ⅱ＝發動機推力×力臂Ⅰ，即可計算得到水下金屬燃料發動機的推力。

有益效果

本發明提供了一種水下金屬燃料發動機推力測試裝置，所述裝置可把實現發動機置于水中，而壓力傳感器置于空氣中，保證所測水下金屬燃料發動機推力真實、可靠，解決了現有技術中的推力測試裝置不能模擬真實環境，不能精確的測試小推力實際情況的問題，用于各級水下金屬燃料發動機，可以大大提高水下金屬燃料發動機的推力測試精度。

附圖說明

圖1為本發明實施例提供的一種水下金屬燃料發動機推力測試裝置的立體結構示意圖。

圖2為圖1所示的水下金屬燃料發動機推力測試裝置的右側面視圖。

圖中，1—水箱，2—發動機，3—卡子，4—力臂Ⅰ，5—支架，6—橫向支撐結構，7—軸承座，8—平臺，9—力臂Ⅱ，10—墊塊，11—壓力傳感器。

具體實施方式

下面結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明的保護范圍。

實施例1