[發明專利]一種帶渦輪動力模擬的單獨渦扇發動機短艙表面測壓試驗裝置及測壓試驗方法

有效

• 申請號: 202011279452.X
• 申請日: 2020-11-16
• 公開（公告）號: CN112485013B
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發明（設計）人: 郭秋亭;熊能;張林;陶洋;范長海;林俊;杜寧;張詣;鄭曉東;何彬華;李強;唐新武;杜鈺鋒
• 申請（專利權）人: 中國空氣動力研究與發展中心高速空氣動力研究所
• 主分類號: G01M15/14
• 分類號: G01M15/14;G01M9/06
• 代理公司: 北京遠大卓悅知識產權代理有限公司 11369
• 代理人: 賈曉燕

1.一種帶渦輪動力模擬的單獨渦扇發動機短艙表面測壓試驗方法，其特征在于，其所采用的帶渦輪動力模擬的單獨渦扇發動機短艙表面測壓試驗裝置包括：

前端支撐機構，其上設置有測壓短艙，所述測壓短艙進氣口和外表面沿測壓短艙徑向布設有多個測壓孔；前端支撐機構內設置有測壓管路，測壓管路一端位于測壓孔處和測壓短艙底部，另一端連接有壓力傳感器；

所述測壓短艙內安裝有槳轂，槳轂上安裝有風扇葉盤；傳動軸，其一端與槳轂固定連接，另一端安裝有渦輪，傳動軸外部設置有支桿和渦輪機匣，所述渦輪位于渦輪機匣內，支桿和渦輪機匣為固定連接；所述渦輪機匣設置在后端支撐機構上；

所述支桿上固定安裝有測壓耙和外涵導葉，測壓耙位于測壓短艙內靠出口位置，測壓耙與測壓短艙之間設置有間隙；所述外涵導葉安裝在支桿端部，且外涵導葉位于風扇葉盤與測壓耙之間，外涵導葉與測壓短艙之間設置有間隙；

所述帶渦輪動力模擬的單獨渦扇發動機短艙表面測壓試驗方法包括：將整個測壓試驗裝置置于風洞中，通過風洞中的高壓氣體驅動渦輪轉動，進而通過渦輪帶動傳動軸和風扇葉盤轉動，用于獲取模擬飛行狀態進氣和排氣影響下的測壓短艙進氣口和外表面壓力分布特性；改變來流總壓、馬赫數、風扇增壓比和測壓短艙迎角條件，采集短艙測壓孔和測壓耙的信號，通過數據處理，得到流量系數φ和測壓短艙壓力系數C_pi，進而獲得進排氣對測壓短艙壓力分布的影響規律，數據處理的步驟包括：

步驟一、測壓短艙進氣口和表面的壓力系數C_pi由下式獲得：

其中，P_i為測壓短艙表面第i點的靜壓值，P_∞為來流靜壓，q_∞為來流速壓，q_∞的計算方法為：

其中，M_∞為給定來流馬赫數，γ為來流介質的比熱比，空氣介質的比熱比通常取1.4；

步驟二、計算測壓耙上每個測壓點所在流管的實際流量計算方法為：

其中，P_0e為測壓耙測壓點測得的總壓，A_e為測壓點所在流管的流通面積，T_0e為測壓耙測得的總溫，q_e為出口速度壓力，q_e的計算方法為：

其中，M_e由測壓耙測得的總壓P_0e和靜壓P_e換算得到：

步驟三、計算測壓耙上每個測壓點所在流管的理想流量計算方法為：

其中，A_in為短艙進氣口捕獲面積，P₀為試驗段來流總壓，T₀為試驗段來流總溫；

步驟四、計算測壓短艙進氣流量系數φ，短艙進氣流量系數φ為實際流量與理想流量的比值：

通過步驟一得到測壓短艙壓力系數C_pi和步驟四得到的流量系數φ，即可獲得進排氣對測壓短艙壓力分布的影響規律。

2.如權利要求1所述的帶渦輪動力模擬的單獨渦扇發動機短艙表面測壓試驗方法，其特征在于，所述前端支撐機構的結構包括：

短艙底座，其上方設置有短艙支架，且短艙支架通過螺栓安裝于風洞壁面，所述短艙底座通過螺栓固定于風洞壁板；所述測壓短艙設置在短艙支架上；

所述后端支撐機構的結構包括：

支撐接頭，所述渦輪機匣設置在支撐接頭上；

風洞迎角機構，其通過銷釘和螺栓固定在支撐接頭下方。

3.如權利要求1所述的帶渦輪動力模擬的單獨渦扇發動機短艙表面測壓試驗方法，其特征在于，所述支桿上通過螺釘安裝有外涵整流罩，且外涵整流罩覆蓋測壓耙與支桿的連接部位。

4.如權利要求2所述的帶渦輪動力模擬的單獨渦扇發動機短艙表面測壓試驗方法，其特征在于，所述短艙底座下方設置有楔形變角片。

5.如權利要求1所述的帶渦輪動力模擬的單獨渦扇發動機短艙表面測壓試驗方法，其特征在于，所述測壓短艙的徑向設置有6～8個剖面的測壓孔。