[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

本發明公開了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，包括：測壓短艙，其進氣口和外表面沿測壓短艙徑向布設有多個測壓孔，測壓短艙下方設置有前端支撐機構；測壓短艙內安裝有槳轂，槳轂上安裝有風扇葉盤；傳動軸，其一端安裝有渦輪，傳動軸外部設置有支桿和渦輪機匣，渦輪位于渦輪機匣內；渦輪機匣設置在后端支撐機構上；支桿上固定安裝有測壓耙和外涵導葉。本發明能夠準確模擬測壓短艙外形尺寸、飛行馬赫數和進氣流量系數等氣動設計關鍵參數，實現單個渦扇發動機短艙模型進氣口和外表面壓力的精確測量，能夠為結構強度的計算提供氣動載荷分布的原始數據，同時為研究短艙繞流特性和飛機整體性能提供試驗依據。

技術領域

本發明屬于渦扇發動機短艙模型表面壓力測量技術領域，更具體地說，本發明涉及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。

背景技術

短艙是飛機外置渦扇發動機的整流裝置，短艙的設計與布局問題從來就是飛機總體設計中的重要問題。短艙外形設計是短艙設計與布局的一個重要方面，主要目的是提供包容整個發動機且對發動機和飛機性能影響最小的緊湊流線型外形。

單獨短艙表面壓力分布試驗是研究飛行器氣動特性、驗證數值計算方法是否正確的一個重要手段。單獨短艙測壓試驗的目的是測量短艙表面的壓力分布，為結構強度的計算提供氣動載荷分布的原始數據，同時為研究短艙繞流特性和飛機整體性能提供試驗依據。通過短艙表面壓力分布測量可以確定短艙上最小壓力點位置、激波位置、氣流是否分離，以及作用在模型上的升力、壓差阻力和壓力中心的位置等。

渦扇發動機短艙進氣和排氣的模擬方法主要有堵錐模型、通氣模型、噴流引射模型、進氣引射模型和動力模擬器(TPS)模型，各種模擬方式對短艙進氣幾何形狀、排氣幾何形狀、進氣道入口流動、排氣流動和進排氣干擾的模擬程度不同。短艙的進氣和排氣對短艙的氣動性能影響是開展單獨短艙風洞試驗需要考慮的重要因素。相較而言，帶渦輪動力模擬試驗是目前渦扇發動機短艙設計階段開展氣動特性試驗、驗證數值計算方法最先進的手段。

發明內容

本發明的一個目的是解決至少上述問題和/或缺陷，并提供至少后面將說明的優點。

為了實現根據本發明的這些目的和其它優點，提供了一種帶渦輪動力模型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。

優選的是，其中，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。

優選的是，其中，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。

優選的是，其中，所述短艙底座下方設置有楔形變角片。