[發(fā)明專利]一種超音速發(fā)動(dòng)機(jī)試車臺(tái)推力測(cè)量排氣裝置及其使用方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911188664.4
• 申請(qǐng)日: 2019-11-28
• 公開（公告）號(hào): CN110763477A
• 公開（公告）日: 2020-02-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周培好;王文彬;周皓;邱添
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京航天三發(fā)高科技有限公司
• 主分類號(hào): G01M15/02
• 分類號(hào): G01M15/02;G01M15/00;G01L5/00;G01L5/13
• 代理公司: 11793 北京嘉途睿知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)
• 代理人: 李鵬

1.一種超音速發(fā)動(dòng)機(jī)試車臺(tái)推力測(cè)量排氣裝置，其特征在于，包括發(fā)動(dòng)機(jī)推力測(cè)量臺(tái)架，排氣系統(tǒng)，消音裝置和高空模擬艙；高空模擬艙為密封的殼體結(jié)構(gòu)，發(fā)動(dòng)機(jī)推力測(cè)量臺(tái)架固定安裝在高空模擬艙內(nèi)，被試發(fā)動(dòng)機(jī)安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)推力測(cè)量臺(tái)架上；排氣系統(tǒng)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(nèi)部，另一端與消音裝置固定連通。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超音速發(fā)動(dòng)機(jī)試車臺(tái)推力測(cè)量排氣裝置，其特征在于：發(fā)動(dòng)機(jī)推力測(cè)量臺(tái)架，包括定架，動(dòng)架和加載測(cè)量裝置；加載測(cè)量裝置包括彈簧片，加載機(jī)構(gòu)和工作力傳感器；動(dòng)架通過彈簧片懸掛在定架上，加載機(jī)構(gòu)固定安裝在定架上，工作力傳感器兩端分別連接定架和動(dòng)架。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超音速發(fā)動(dòng)機(jī)試車臺(tái)推力測(cè)量排氣裝置，其特征在于：動(dòng)架包括動(dòng)架架體，第一動(dòng)架彈簧片安裝座，動(dòng)架工作力傳感器安裝座，第二動(dòng)架彈簧片安裝座和動(dòng)架標(biāo)準(zhǔn)力傳感器安裝座；沿動(dòng)架架體長(zhǎng)度方向，動(dòng)架標(biāo)準(zhǔn)力傳感器安裝座固定安裝在動(dòng)架架體的前端底面；第一動(dòng)架彈簧片安裝座包括2個(gè)固定安裝在動(dòng)架架體的前端底面并分別位于動(dòng)架標(biāo)準(zhǔn)力傳感器安裝座兩側(cè)；動(dòng)架工作力傳感器安裝座固定安裝在動(dòng)架架體底部并位于沿動(dòng)架架體長(zhǎng)度方向的中心線上；第二動(dòng)架彈簧片安裝座包括2個(gè)分別固定安裝在動(dòng)架架體的后端底面。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的超音速發(fā)動(dòng)機(jī)試車臺(tái)推力測(cè)量排氣裝置，其特征在于：

定架包括底座，前安裝座，加載機(jī)構(gòu)安裝座，第一定架彈簧片安裝座，定架工作力傳感器安裝座，后安裝座和第二定架彈簧片安裝座；底座為長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)，沿底座長(zhǎng)度方向，前安裝座和后安裝座分別固定安裝在底座的前端和后端，后安裝座包括橫板和豎板，橫板和豎板構(gòu)成“L”型；加載機(jī)構(gòu)安裝座固定安裝在前安裝座上，第一定架彈簧片安裝座包括2個(gè)，固定安裝在底座的前端并分別位于前安裝座兩側(cè)；定架工作力傳感器安裝座固定安裝在底座上并位于沿底座長(zhǎng)度方向的中心線上；第二定架彈簧片安裝座包括2個(gè)，固定安裝在底座的后端并分別位于后安裝座兩側(cè)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的超音速發(fā)動(dòng)機(jī)試車臺(tái)推力測(cè)量排氣裝置，其特征在于：加載測(cè)量裝置包括第一彈簧片，第二彈簧片，加載機(jī)構(gòu)，標(biāo)準(zhǔn)力傳感器和工作力傳感器；第一彈簧片包括2個(gè)，每個(gè)第一彈簧片分別與一個(gè)第一定架彈簧片安裝座和一個(gè)第一動(dòng)架彈簧片安裝座固定連接，第二彈簧片包括2個(gè)，每個(gè)第二彈簧片兩端分別與一個(gè)第二定架彈簧片安裝座和一個(gè)第二動(dòng)架彈簧片安裝座固定連接；加載機(jī)構(gòu)固定安裝在前安裝座的橫板上，標(biāo)準(zhǔn)力傳感器固定安裝在動(dòng)架架體前端的擋板上，加載機(jī)構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)力傳感器同軸設(shè)置并與底座沿長(zhǎng)度方向的中心線平行；工作力傳感器兩端分別與定架工作力傳感器安裝座和動(dòng)架工作力傳感器安裝座固定連接，工作力傳感器與加載機(jī)構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)力傳感器同軸設(shè)置。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超音速發(fā)動(dòng)機(jī)試車臺(tái)推力測(cè)量排氣裝置，其特征在于：發(fā)動(dòng)機(jī)試車臺(tái)消音裝置，包括塔體，變頻擴(kuò)壓器和消音片組件；塔體頂端設(shè)置有頂蓋，塔體一側(cè)面開設(shè)有變頻擴(kuò)壓器安裝孔；變頻擴(kuò)壓器穿過變頻擴(kuò)壓器安裝孔后水平固定安裝在塔體內(nèi)；消音片組件固定安裝在塔體內(nèi)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的超音速發(fā)動(dòng)機(jī)試車臺(tái)推力測(cè)量排氣裝置，其特征在于：變頻擴(kuò)壓器包括變頻擴(kuò)壓器筒體和變頻擴(kuò)壓器導(dǎo)流錐，變頻擴(kuò)壓器筒體為中空的圓形筒體，筒體表面設(shè)置有若干變頻擴(kuò)壓器出氣孔，若干變頻擴(kuò)壓器出氣孔均為穿透圓形筒體的通孔；變頻擴(kuò)壓器導(dǎo)流錐為圓錐體型，變頻擴(kuò)壓器導(dǎo)流錐的錐面設(shè)置于圓形筒體內(nèi)部，變頻擴(kuò)壓器導(dǎo)流錐的底部外圓與圓形筒體一端面固定連接。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的超音速發(fā)動(dòng)機(jī)試車臺(tái)推力測(cè)量排氣裝置，其特征在于：消音片組件包括自下而上依次設(shè)置的下層消音片組件，中層消音片組件和上層消音片組件。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的超音速發(fā)動(dòng)機(jī)試車臺(tái)推力測(cè)量排氣裝置，其特征在于：每層消音片組件均包括間隔布置的半薄消音片,半厚消音片，薄厚組合消音片。

10.一種使用權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的超音速發(fā)動(dòng)機(jī)試車臺(tái)推力測(cè)量排氣裝置測(cè)量超音速發(fā)動(dòng)機(jī)推力及消音的方法，其特征在于，包括如下步驟：

S100)、安裝被試發(fā)動(dòng)機(jī)和測(cè)量段

S110)、將用于測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣參數(shù)的測(cè)量段依次穿過第一測(cè)量段托架和第二測(cè)量段托架，將測(cè)量段置于第一測(cè)量段托架和第二測(cè)量段托架中；

S120)、根據(jù)被試發(fā)動(dòng)機(jī)的懸掛位置將前接頭和后接頭安裝到發(fā)動(dòng)機(jī)安裝頂架上；

S130)、將被發(fā)動(dòng)機(jī)安裝架安裝到動(dòng)架架體上后將被試發(fā)動(dòng)機(jī)安裝到前接頭和后接頭上；

S140)、調(diào)整測(cè)量段，將測(cè)量段一端與被試發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣口連接后，調(diào)整測(cè)量段托架，使測(cè)量段與發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣口同軸后定位測(cè)量段；

S200)、拆卸鎖緊裝置

松開緊定螺母，將緊定螺桿依次從后安裝座的豎板，緊定擋板，動(dòng)架架體后端的擋板拔出后，取出緊定擋板；

S300)、確定工作力傳感器誤差

S310)、工控機(jī)控制伺服電機(jī)啟動(dòng)帶動(dòng)液壓加載裝置工作，液壓加載裝置驅(qū)動(dòng)校準(zhǔn)油缸工作，校準(zhǔn)油缸的活塞驅(qū)動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)力傳感器發(fā)生位移進(jìn)而帶動(dòng)動(dòng)架架體發(fā)生位移，動(dòng)架架體發(fā)生位移的過程中向工作力傳感器施加力；

S320)、液壓加載裝置驅(qū)動(dòng)校準(zhǔn)油缸工作繼續(xù)向標(biāo)準(zhǔn)力傳感器施加加載力至預(yù)定值后卸載加載力至零值；標(biāo)準(zhǔn)力傳感器數(shù)據(jù)采集裝置和工作力傳感器數(shù)據(jù)采集裝置分別采集標(biāo)準(zhǔn)力傳感器和工作力傳感器在施加加載力和卸載加載力過程中輸出的力值并反饋至工控機(jī)，顯示器顯示標(biāo)準(zhǔn)力傳感器數(shù)據(jù)采集裝置和工作力傳感器數(shù)據(jù)采集裝置所采集的標(biāo)準(zhǔn)力傳感器和工作力傳感器在施加加載力和卸載加載力過程中輸出的力值；

S330)、根據(jù)顯示器顯示的標(biāo)準(zhǔn)力傳感器數(shù)據(jù)采集裝置和工作力傳感器數(shù)據(jù)采集裝置所采集的標(biāo)準(zhǔn)力傳感器和工作力傳感器在施加加載力和卸載加載力過程中輸出的力值繪制標(biāo)準(zhǔn)力傳感器和工作力傳感器的特性曲線圖；同一加載力下，工作力傳感器數(shù)據(jù)采集裝置所采集的工作力傳感器輸出的力值與標(biāo)準(zhǔn)力傳感器數(shù)據(jù)采集裝置所采集的標(biāo)準(zhǔn)力傳感器輸出的力值之差即為工作力傳感器誤差；

S400)、模擬發(fā)動(dòng)機(jī)高空飛行環(huán)境壓力及對(duì)排氣系統(tǒng)排出氣體進(jìn)行消音

S410)、啟動(dòng)排氣系統(tǒng)中的引射器，抽取所述高空模擬艙內(nèi)的氣體，使所述高空模擬艙內(nèi)的壓力與發(fā)動(dòng)機(jī)高空飛行時(shí)所處高度的環(huán)境壓力相同；

S420)、排氣系統(tǒng)排出的氣體，由變頻擴(kuò)壓器筒體開口一端的端面進(jìn)入，通過變頻擴(kuò)壓器導(dǎo)流錐導(dǎo)流，由若干變頻擴(kuò)壓器出氣孔排出，由若干變頻擴(kuò)壓器出氣孔排出的氣體通過由消音片組件構(gòu)成的交錯(cuò)排列的氣流通道消音降噪后由塔體頂部的出口排出；

S500)、測(cè)量被試發(fā)動(dòng)機(jī)推力

發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火，測(cè)量段檢測(cè)被試發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣參數(shù)達(dá)到工況后，顯示器顯示工作力傳感器數(shù)據(jù)采集裝置所采集的工作力傳感器輸出的力值。