微型发动机滚转俯仰姿态试验台的制作方法

本发明涉及微型发动机试验台。

背景技术：

航空发动机技术一直被认为是“工业技术的皇冠上的明珠”，航空发动机为航空器提供飞行所需动力。小型飞行器、通航飞机及无人飞行器的迅速发展，对微型涡喷发动机的性能提出了更高的要求。目前，微型涡喷发动机的试验台多为固定式的简易试验台，不能模拟飞行器在空中真实的各种俯仰动作。

在公开号为cn208076159u和cn108387379a的实用新型专利和发明专利中提出了一种微小型涡轮发动机试车台，主要用于微型涡喷发动机和微型涡桨发动机进行安装测试，通过调节不同的支架来适用于不同类型的涡轮发动机，并可以实时监控和记录发动机的转速、温度等数据。

在公开号为cn102507204a的发明专利中提出了一种可移动式微小型涡轮喷气发动机试车台，它主要包含试车台架与控制柜，主要对微型涡喷发动机转速、进气流量、耗油率、压气机后温度与压力等参数进行测量。

在公开号为cn202693314u的实用新型专利中提出了一种涡轮喷气发动机试车台。用于测试小型涡喷发动机推力、温度和转速，同时移动方便，可在多种场合进行发动机静态测试。

随着近些年科技的发展，微型航空器发展迅猛，常见的小型消费级航空器多以电机作为动力源，并且以四轴航空器最为常见，而大型航模，工业级飞行器，以及通航/无人机主要采用微型涡轮发动机作为主要动力源。最常见的动力源就是微型涡轮喷气发动机。

在上述专利中公开号为cn208076159u、cn108387379a、cn102507204a和cn202693314u的专利都提出来一种测量微型涡轮喷气发动机的试验台，能够对微小型涡喷发动机进行转速、温度、推力等数据测量，但是其结构的试验台仅能测试微型涡喷发动机在固定姿态下的各种技术参数，不能模拟飞机发动机在空中真实姿态，即滚转俯仰姿态。因此也无法得到飞机发动机在空中实际姿态下的各项技术参数。

技术实现要素：

本发明的目的在于避免现有技术的不足提供一种可以模拟微型发动机在空中滚转俯仰的真实姿态，并在真实姿态下测量微型涡喷发动机在瞬时姿态下的技术参数的微型发动机姿态试验台。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种微型发动机滚转俯仰姿态试验台，包括微型发动机，支撑底座，还包括俯仰试验台，俯仰试验台通过驱动其进行俯、仰运动的俯仰装置安装在支撑底座上；所述的微型发动机固定安装在滚转台上，滚转台又通过驱动其进行滚转运动的滚转装置安装在俯仰试验台上，拉压力传感器安装在滚转装置下方的俯仰试验台上；在所述的微型发动机上设有压力传感器和压气机后温度传感器及微型发动机前端进气口侧方装有的油管快接头；在所述的滚转台上设有振动传感器、转速传感器、倾角传感器，尾喷管温度传感器；还包括在下支撑平台安装有数据采集卡和流量计，发动机煤油通过流量计接入微型涡喷发动机的油管快接头中；所述的振动传感器、转速传感器、倾角传感器，尾喷管温度传感器、压气机后温度传感器、压力传感器及拉压力传感器均将感应信号发送至数据采集卡，并通过数据采集卡转换为数字信号后传递至电气控制柜，电气控制柜还与所述的俯仰装置、滚转装置电连接，用于控制俯仰装置和滚转装置。

进一步的，所述的俯仰装置包括在俯仰试验台底部通过连接轴支架设有的两个连接轴，且两个连接轴对应微型发动机前、后两端设置；其中一个连接轴活动穿设在支撑筋板一端的孔中，支撑筋板另一端固定设置在支撑底座上；还包括有伺服电动缸，伺服电动缸的上端设有的伺服电动缸上支架与另一个连接轴活动连接；在支撑底座上通过第二连接轴支架固定有伺服电动缸下支架连接轴，伺服电动缸的下端设有的伺服电动缸下支架与下支架连接轴活动连接，所述的伺服电动缸与电气控制柜电连接，电气控制柜控制伺服电动缸上、下运动从而实现俯仰试验台的俯、仰运动。

进一步的，所述的支撑底座包括上支撑板、下支撑板与立板，上支撑板设置在立板一侧的上部，下支撑板设置在立板另一侧的下部，所述的支撑筋板固定设置在所述的上支撑板上，而所述的下支架连接轴固定设置在所述的下支撑板上。

进一步的，所述的滚转装置包括滚转台，滚转台通过支撑转子安装在滚转台支架上，滚转台支架设置在俯仰试验台上，滚转台沿微型发动机的轴线转动，所述的滚转台具有半弧状凹槽，其剖面呈半弧状，所述的微型发动机固定安装在滚转台的半弧状凹槽中，在滚转台一端的外表面上设有齿轮，齿轮与电机齿轮相啮合，电机驱动电机齿轮从而带动滚转台转动；电气控制柜控制电机实现滚转台转动。

进一步的，在所述滚转台的一端还设有滚转台固定块，滚转台固定块固定安装在俯仰试验台上；在滚转台固定块上设有固定块轴承，固定块轴承紧压滚转台半弧状凹槽的内侧。

进一步的，在所述滚转台的滚转方向上的滚转台底部设有滑道槽，且拉压力传感器设置在所述的滑道槽中。

进一步的，沿着所述滚转台的半弧状凹槽两侧设有传感器安装平台，所述的转速传感器通过转速传感器定位板安装在传感器安装平台上，倾角传感器通过螺栓固定在传感器安装平台上，所述的尾喷管温度传感器通过对应设置在传感器安装平台上的两个传感器固定环支撑设置在微型发动机的尾喷管出口处。

进一步的，所述的微型发动机通过定位环固定在滚转台的半弧状凹槽中，所述的振动传感器安装在所述定位环上。

进一步的，所述的压力传感器和压气机后温度传感器安装在所述微型发动机的压气机出口截面处，并在垂直于微型发动机轴线方向上对称设置，所述的油管快接头设置在微型发动机前端进气口侧方。

进一步的，所述的数据采集卡至少包括两台，且分别安装在支撑底座的两侧；所述的电气控制柜内装有工控机，在电气控制柜上设有控制台，控制台上装有显示器和用于控制俯仰装置、滚转装置的操控台，显示器和操控台分别与工控机电连接，噪声传感器内置于控制台中；所述的拉压力传感器、转速传感器、振动传感器、尾喷管温度传感器以及压力传感器和压气机后温度传感器、倾角传感器采集的数据都由所述的数据采集卡接收并转换为数字信号后传递给工控机，并显示在控制台的显示器上；，通过工控机俯仰角度值和计算程序，在显示器上输出在不同角度下最终的推力值。

本发明的有益效果是：本发明主要是对微型涡喷发动机进行测试，测试微型涡喷发动机在不同俯仰和滚转角度下工作时的各项技术参数，角度可通过伺服电机、伺服电动缸以及倾角传感器进行精确控制，推力传感器测量发动机轴向方向的推力，再通过内置程序去除发动机自身重力的影响，计算获得俯仰姿态下的推力。除此之外，安装有温度、转速、推力传感器，可以实时采集微型涡喷发动机的温度、转速、压力等数据，可以模拟微型涡喷发动机在空中的各种滚转以及俯仰的姿态，实现测量涡喷发动机瞬时的俯仰角度、滚转角度、推力、振动、转速、耗油率、压气机后温度与压力、尾喷管温度等参数的目的。真正实现了精确控制涡喷发动机的俯仰角度和滚转角度，模拟微型涡喷发动机在空中的真实姿态，并准确获得微型涡喷发动机滚转俯仰时的各项技术参数，提高可靠性，为发动机出厂检验提供数据。

附图说明

图1是本发明微型涡喷发动机滚转俯仰姿态试验台的正视轴侧图；

图2是本发明微型涡喷发动机滚转俯仰姿态试验台的仰视轴侧图；

图3是本发明微型涡喷发动机滚转俯仰姿态试验台的侧视图；

图4是本发明微型涡喷发动机的正视图；

图5是本发明控制台的轴测图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

实施例1：如图1至图5所示，一种微型发动机滚转俯仰姿态试验台，包括微型发动机1，支撑底座14，还包括俯仰试验台16，俯仰试验台16通过驱动其进行俯、仰运动的俯仰装置安装在支撑底座14上；所述的微型发动机1固定安装在滚转台23上，滚转台23又通过驱动其进行滚转运动的滚转装置安装在俯仰试验台16上，拉压力传感器34安装在滚转装置下方的俯仰试验台16上；在所述的微型发动机1上设有压力传感器22和压气机后温度传感器30及微型发动机1前端进气口侧方装有的油管快接头20；在所述的滚转台23上设有振动传感器6、转速传感器7、倾角传感器9，尾喷管温度传感器2；还包括在下支撑平台14安装有数据采集卡10和流量计27，发动机煤油通过流量计27接入微型涡喷发动机的油管快接头20中；所述的振动传感器6、转速传感器7、倾角传感器9，尾喷管温度传感器2、压气机后温度传感器30、压力传感器22及拉压力传感器34均将感应信号发送至数据采集卡10，并通过数据采集卡10转换为数字信号后传递至电气控制柜31，同时电气控制柜31还与所述的俯仰装置、滚转装置电连接，用于控制俯仰装置和滚转装置。

所述的俯仰装置包括在俯仰试验台16底部通过连接轴支架设有的两个连接轴24，且两个连接轴24对应微型发动机1前、后两端设置；其中一个连接轴24活动穿设在支撑筋板25一端的孔中，支撑筋板25另一端固定设置在支撑底座14上；还包括有伺服电动缸13，伺服电动缸13的上端设有的伺服电动缸上支架35与另一个连接轴24活动连接；在支撑底座14上通过第二连接轴支架固定有伺服电动缸下支架连接轴24，伺服电动缸13的下端设有的伺服电动缸下支架36与下支架连接轴24活动连接，所述的伺服电动缸13与电气控制柜31电连接，电气控制柜31控制伺服电动缸13上、下运动从而实现俯仰试验台16的俯、仰运动。

所述的支撑底座14包括上支撑板、下支撑板与立板，上支撑板设置在立板一侧的上部，下支撑板设置在立板另一侧的下部，所述的支撑筋板25固定设置在所述的上支撑板上，而所述的下支架连接轴24固定设置在所述的下支撑板上。

所述的滚转装置包括滚转台23，滚转台23通过支撑转子4安装在滚转台支架5上，滚转台支架5设置在俯仰试验台16上，滚转台23沿微型发动机1的轴线转动，所述的滚转台23具有半弧状凹槽，其剖面呈半弧状，所述的微型发动机1固定安装在滚转台的半弧状凹槽中，在滚转台23一端的外表面上设有齿轮18，齿轮18与电机齿轮11相啮合，电机15驱动电机齿轮11从而带动滚转台23转动；电气控制柜31控制电机15实现滚转台23转动。在滚转台23的一端还设有滚转台固定块17，滚转台固定块17固定安装在俯仰试验台16上；在滚转台固定块17上设有固定块轴承19，固定块轴承19紧压滚转台23半弧状凹槽的内侧。在滚转台23的滚转方向上的滚转台23底部设有滑道槽，且拉压力传感器34设置在所述的滑道槽中。沿着所述滚转台23的半弧状凹槽两侧设有传感器安装平台，所述的转速传感器7通过转速传感器定位板8安装在传感器安装平台上，倾角传感器9通过螺栓固定在传感器安装平台上，所述的尾喷管温度传感器2通过对应设置在传感器安装平台上的两个传感器固定环3支撑设置在微型发动机1的尾喷管出口处。所述的微型发动机1通过定位环21固定在滚转台23的半弧状凹槽中，所述的振动传感器6安装在所述定位环21上。

所述的压力传感器22和压气机后温度传感器30安装在所述微型发动机1的压气机出口截面处，并在垂直于微型发动机1轴线方向上对称设置，所述的油管快接头20设置在微型发动机1前端进气口侧方。

所述的数据采集卡10至少包括两台，且分别安装在支撑底座14的两侧；所述的电气控制柜31内装有工控机，电气控制柜31上设有控制台31，控制台31上装有显示器32和用于控制俯仰装置、滚转装置的操控台33，显示器32和操控台33分别与工控机电连接，噪声传感器内置于控制台31中；所述的拉压力传感器34、转速传感器7、振动传感器6、尾喷管温度传感器2以及压力传感器22和压气机后温度传感器30、倾角传感器9采集的数据都由所述的数据采集卡10接收并转换为数字信号后传递给工控机，并显示在控制台31的显示器32上，通过工控机俯仰角度值和计算程序，在显示器32上输出在不同角度下最终的推力值。

在正式进行试验时，首先启动发动机，显示器32上显示上述各种传感器检测发动机的各项技术参数，包括推力、转速、振动、压气机温度、压气机压力、尾喷管喷气温度、燃油流量以及俯仰角和滚转角；通过操控台33的俯仰按钮，控制伺服电动缸的伸缩，此时俯仰平台16开始翻转，直到到达俯仰角度的极限值，亦可通过操控台33上的滚转停止按钮使得俯仰角处于某一给定的位置或给定滚转和俯仰角度的变化率，使得发动机姿态试验台按照给定的速率滚转和俯仰；亦可通过操控台33上的滚转停止按钮使俯仰角度处于某一给定位置。同时通过操控台33上的滚转按钮，控制伺服电机15，使滚转台23进行滚转或停止滚转，模拟微型涡喷发动机1在空中的滚转俯仰姿态；可以通过工控机给定滚转和俯仰角度的变化率，使得发动机姿态试验台按照给定的速率滚转和俯仰，并得到该发动机在空中实际姿态下的各项技术参数。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。