[發明專利]超音速發動機試驗臺推力測量排氣裝置及其使用方法

在審

• 申請號: 201911188340.0
• 申請日: 2019-11-28
• 公開（公告）號: CN110763476A
• 公開（公告）日: 2020-02-07
• 發明（設計）人: 周培好;周皓;李強
• 申請（專利權）人: 北京航天三發高科技有限公司
• 主分類號: G01M15/02
• 分類號: G01M15/02;G01M15/00;G01L5/00;G01L5/13
• 代理公司: 11793 北京嘉途睿知識產權代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 李鵬

一種超音速發動機試驗臺推力測量排氣裝置，包括發動機推力測量臺架，排氣系統，尾氣處理系統和高空模擬艙；高空模擬艙為密封的殼體結構，發動機推力測量臺架固定安裝在高空模擬艙內，被試發動機安裝在發動機推力測量臺架上；排氣系統的一端穿過高空模擬艙的殼體表面固定安裝在高空模擬艙內部，另一端與尾氣處理系統固定連通。本發明的超音速發動機試驗臺推力測量排氣裝置，其發動機推力測量臺架，實現了發動機推力的測量，結構簡單，同時，實現了發動機試驗臺尾氣的處理，使由堿性噴淋塔出氣口排出的氣體符合國家污染物排放標準。通過設置消音塔，對排氣系統的排氣進行了消音降噪，避免了噪聲污染。

技術領域

本發明涉及發動機試驗技術領域，尤其是一種超音速發動機試驗臺推力測量排氣裝置及其使用方法。

背景技術

發動機試驗與測試技術是固體推進技術的重要組成部分，推力測量則是發動機試驗與測試中需要測量的一個重要參數。要研究發動機推力，需要做大量反復的試驗，這些試驗若都放到飛行試驗中是不可能的。主要原因是飛行試驗成本高、周期長、信息收獲量小、具有冒險性、需要耗費大量的人力。這就需要進行發動機地面試車試驗，發動機地面試驗是指在地面上根據特定的條件及環境要求，對系統進行靜態試驗，獲取描述系統的各項性能指標信息，以便解決發動機推力測試過程中的關鍵問題，然而現有技術中，對于發動機推力的實驗設備尚無成熟性技術。

其次，針對渦扇發動機、固沖發動機等航空航天發動機的發動機試驗臺，其排出的氣體的主要成分為二氧化碳和硫化氫并含有一定的顆粒物，顆粒物主要包括三氧化二硼和氧化鎂，試驗臺排出的廢氣如果直接排入大氣將會極大的對大氣造成污染，導致酸雨的產生，同時排放的顆粒物會形成PM10、PM2.5等污染物污染大氣，極不環保，而現有技術中，針對渦扇發動機、固沖發動機等航空航天發動機的發動機試驗臺的尾氣處理尚無成熟有效的方法。

此外，污染發動機試驗臺各工作場所和周圍環境的噪聲源，主要來自空氣動力噪聲，該噪聲源僅存在于試驗臺試車時，由高壓、高速、高溫的壓縮空氣和燃氣在金屬或其它圍護結構內流動或向大氣排放時產生高達130dB(A)以上的噪聲。噪聲是人們不需要的聲音，人耳能聽到的聲音頻率為20HZ至20000HZ 以內，這是人們能直接感受的噪聲，此頻率以外的噪聲是人耳感受不到無聲殺手，也是噪聲控制的對象。目前各國家根據不同環境規定噪聲要控制在不同的聲壓級以內。根據我國家環境保護法有關規定，每天工作8小時的新建企業允許噪聲聲壓級為85dB(A)，每天工作1小時允許94dB(A)。對于發動機試驗臺這類聲功率大于130dB(A)、作用時間短、工作場所遠離城鎮和居民區，噪聲控制目的主要是使試驗臺工作人員場所噪聲達到規定指標和盡可能減少對試驗臺以外環境的噪聲。

對于試驗臺產生噪聲的消音降噪的方法，現有技術尚無十分成熟有效的技術手段，申請人在先申請CN203910262U，提出了一種消聲器，其對試驗臺的消音降噪起到了一定的效果，但是其消聲器的厚片組件和薄片組件交錯排列的方式，需要較大的占地面積，一方面，當發動機試驗臺的排氣流量較小時，為了保證消聲質量，仍需建立多個厚片組件和薄片組件(每層消音片組件至少需要 2片消聲器的厚片組件和2片消聲器的薄片組件另加半片消聲器的厚片組件和半片消聲器的薄片組件)，導致成本大幅提高；另一方面，當發動機試驗臺的允許安裝消聲設備的地面積較小不允許每層設置如該專利申請所述的消聲器的厚片組件和薄片組件交錯排列時，去掉任何一片消音片均導致消音能力的下降。

發明內容

本發明的技術解決問題是：克服現有技術的不足，提供一種超音速發動機試驗臺推力測量排氣裝置及其使用方法。

本發明的技術解決方案是：一種超音速發動機試驗臺推力測量排氣裝置，包括發動機推力測量臺架，排氣系統，尾氣處理系統和高空模擬艙；高空模擬艙為密封的殼體結構，發動機推力測量臺架固定安裝在高空模擬艙內，被試發動機安裝在發動機推力測量臺架上；排氣系統的一端穿過高空模擬艙的殼體表面固定安裝在高空模擬艙內部，另一端與尾氣處理系統固定連通。

本發明與現有技術相比的優點在于：