一种径向消扰的引射喷管静推力精确测量装置及测量方法与流程

本发明属于航空发动机风洞试验，具体涉及一种径向消扰的引射喷管静推力精确测量装置及测量方法。

背景技术：

1、引射喷管是在发动机的主喷管外加一个固定或可调的引射套筒组成。引射喷管工作时，高能主流的粘性混合作用引射抽吸次流，使其从主流柱与引射套管之间流过，次流约束主流的膨胀，改变次流的流向可以使主流达到或接近完全膨胀，主流和次流的交换会改变冲量的分布结构，进而增加推力。此外，引射喷管还具有冷却、红外抑制等优点，得益于其结构简单、紧凑，且在大落压比下具有良好的调节能力，广泛应用于多种飞行器。

2、引射喷管缩比试验包含静态试验和风洞试验，目前国内针对引射喷管的静态试验技术日趋成熟，但并未将该技术推广至高速风洞试验中，例如公开号为cn115931283a的发明专利公开了一种双涵道管推力特性精确测量装置，其主要应用于引射喷管的静推力测量，由于高速风洞试验模型尺寸紧凑，该装置不适用于引射喷管风洞试验中。

3、因此，本申请提出一种结构紧凑的引射喷管静推力精确测量装置，实现引射喷管推力和外罩阻力的同步精确测量，从而开展引射喷管的推减阻特性风洞试验的研究。

技术实现思路

1、本发明研发目的是为了解决目前的引射喷管测量装置不适用于引射喷管在风洞试验中进行测量的问题。在下文中给出了关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。

2、本发明的技术方案：

3、方案一：一种径向消扰的引射喷管静推力精确测量装置，包括主流管路、次流管路、非测力前体、环式六分量天平、次流波纹管、主流波纹管、整流锥、主流整流装置、次流整流装置、主流测压耙、次流测压耙和测力后体引射喷管，主流管路、次流管路和非测力前体的前端均与双涵道通气支撑建立连接，非测力前体与测力后体引射喷管连接，主流管路、次流管路和非测力前体由内至外依次布置，主流管路与次流管路和主流波纹管建立连接，主流管路通过主流波纹管与整流锥建立连接，次流管路与次流波纹管建立连接，次流波纹管分别与主流波纹管、环式六分量天平和测力后体引射喷管建立连接，整流锥的后端依次布置有主流整流装置和次流整流装置，次流整流装置的后端布置有主流测压耙和次流测压耙。

4、进一步的，所述非测力前体与测力后体引射喷管之间设置有密封圈，密封圈为环式聚四氟乙烯密封圈。

5、进一步的，所述环式六分量天平的中轴线与主流管路的中轴线共线，次流波纹管和主流波纹管的中轴线平行，次流波纹管与主流波纹管的中轴线分别垂直于主流管路的中轴线。

6、进一步的，所述主流测压耙的测压孔采用等面积分布的放置布置，次流测压耙的数量为六个，六个次流测压耙沿测力后体引射喷管的周向等间距布置。

7、进一步的，所述主流测压耙与主流整流装置出口之间的距离大于1.5d，其中d为主流整流装置的直径。

8、方案二：一种径向消扰的引射喷管静推力精确测量方法，该方法依托于方案一所述的一种径向消扰的引射喷管静推力精确测量装置所实现的，包括以下两种路径：

9、主流压缩空气路径：主流压缩空气经过外部的双涵道通气支撑进入主流管路，在主流管路后端进入径向布置的主流波纹管，气流转折后经过整流锥、主流整流装置后流动至主流测压耙，最后由测力后体引射喷管的主收敛管排出；

10、次流压缩空气路径：次流压缩空气经过外部的双涵道通气支撑进入次流管路，在次流管路的后端进入径向布置的次流波纹管，气流转折后经过次流整流装置到达次流测压耙，次流气流由测力后体引射喷管的外喷管排出。

11、本发明具有以下有益效果：

12、1.本发明一种径向消扰的引射喷管静推力精确测量装置可以满足引射喷管风洞试验中双涵道的高压供气需求的同时减小高压气体的压力、动量等对天平测量的影响，以实现引射喷管静推力的精确测量；

13、2.本发明的一种径向消扰的引射喷管静推力精确测量装置结构简单、紧凑，适用于内部狭小的高速风洞试验模型；

14、3.本发明的一种径向消扰的引射喷管静推力精确测量装置中具有两套主流波纹管、两套次流波纹管以xz平面为基准镜像对称布置，且均垂直于主流管路的中轴线，在径向消除掉高压管路中的流动冲量效应，使其对天平的测量不产生影响；

15、4.本发明的一种径向消扰的引射喷管静推力精确测量装置的主流管路与次流管路的干扰量相互解耦，可以在不同压力下组合使用，易于试验数据的修正，并且采用环式聚四氟乙烯密封圈填补非测力前体和测力后体引射喷管之间的缝隙，在模型内外存在压力差时起到密封作用的同时不想天平测量端传力；

16、5.本发明的一种径向消扰的引射喷管静推力精确测量装置双通道波纹管采用径向布置结构，可以同时满足双涵道试验件核心主流和环形次流分别独立控制和测量的高压供气需求。

技术特征：

1.一种径向消扰的引射喷管静推力精确测量装置，其特征在于：包括主流管路（1）、次流管路（2）、非测力前体（3）、环式六分量天平（4）、次流波纹管（6）、主流波纹管（7）、整流锥（8）、主流整流装置（9）、次流整流装置（10）、主流测压耙（11）、次流测压耙（12）和测力后体引射喷管（13），主流管路（1）、次流管路（2）和非测力前体（3）的前端均与双涵道通气支撑建立连接，非测力前体（3）与测力后体引射喷管（13）连接，主流管路（1）、次流管路（2）和非测力前体（3）由内至外依次布置，主流管路（1）与次流管路（2）和主流波纹管（7）建立连接，主流管路（1）通过主流波纹管（7）与整流锥（8）建立连接，次流管路（2）与次流波纹管（6）建立连接，次流波纹管（6）分别与主流波纹管（7）、环式六分量天平（4）和测力后体引射喷管（13）建立连接，整流锥（8）的后端依次布置有主流整流装置（9）和次流整流装置（10），次流整流装置（10）的后端布置有主流测压耙（11）和次流测压耙（12）。

2.根据权利要求1所述的一种径向消扰的引射喷管静推力精确测量装置，其特征在于：所述非测力前体（3）与测力后体引射喷管（13）之间设置有密封圈（5），密封圈（5）为环式聚四氟乙烯密封圈。

3.根据权利要求2所述的一种径向消扰的引射喷管静推力精确测量装置，其特征在于：所述环式六分量天平（4）的中轴线与主流管路（1）的中轴线共线，次流波纹管（6）和主流波纹管（7）的中轴线平行，次流波纹管（6）与主流波纹管（7）的中轴线分别垂直于主流管路（1）的中轴线。

4.根据权利要求3所述的一种径向消扰的引射喷管静推力精确测量装置，其特征在于：所述主流测压耙（11）的测压孔采用等面积分布的方式布置，次流测压耙（12）的数量为六个，六个次流测压耙（12）沿测力后体引射喷管（13）的周向等间距布置。

5.根据权利要求4所述的一种径向消扰的引射喷管静推力精确测量装置，其特征在于：所述主流测压耙（11）与主流整流装置（9）出口之间的距离大于1.5d，其中d为主流整流装置（9）的直径。

6.一种径向消扰的引射喷管静推力精确测量方法，该方法依托于权利要求5所述的一种径向消扰的引射喷管静推力精确测量装置所实现的，其特征在于，包括以下两种路径：

技术总结
一种径向消扰的引射喷管静推力精确测量装置及测量方法，属于航空发动机风洞试验技术领域。本发明解决了目前的引射喷管测量装置不适用于引射喷管在风洞试验中进行测量的问题。本发明的主流管路、次流管路和非测力前体的前端均与双涵道通气支撑连接，主流管路与次流管路和主流波纹管连接，主流管路与整流椎建立连接，次流管路与次流波纹管建立连接，次流波纹管分别与主流波纹管、环式六分量天平和测力后体引射喷管建立连接，整流锥的后端布置主流整流装置和次流整流装置，次流整流装置的后端布置主流测压耙和次流测压耙。本发明的一种径向消扰的引射喷管静推力精确测量装置及测量方法可满足引射喷管风洞试验过程中对引射喷管静推力的精确测量。

技术研发人员：李鹏,季军,刘帅
受保护的技术使用者：中国航空工业集团公司沈阳空气动力研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16