一种大推力发动机畸变试验径向多点总压测量装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型专利属于发动机流体总压测量领域，主要用于大推力发动机进气总压 畸变试验AIP(Aerodynamic Interface Plane)截面径向多点总压参数测量。
【背景技术】
[0002] 大推力发动机畸变试验径向多点参数测量装置国外有悬臂梁结构形式，也有卡环 结构形式，各有优缺点。悬臂梁结构安装、拆卸简单，流场扰动小，结构紧凑，传统结构支撑 杆根部存在明显应力集中；卡环形式结构复杂，安装、拆卸困难，流场扰动大，对消除根部应 力有一定的作用，但又引入安装应力。国内沿袭国外相应设计，传统支杆结构设计采用薄壁 杆结构形式。为了满足径向布点数、测量截面堵塞比、测量精度等技术指标，限制了测量装 置具有"细长"结构特征，导致一阶固有频率偏低，容易在畸变试验复杂振动环境中发生共 振疲劳，引起强度失效。畸变试验过程中存在支撑杆断裂的现象，对发动机造成严重的损 伤;大推力发动机畸变试验中常常存在满足径向测点数量而探针强度无法保证，删减径向 测点，妥协试验需求的做法，无法测量畸变试验AIP截面中心流场数据，对发动机畸变性能 准确评定造成很大的影响。 【实用新型内容】
[0003] 本发明的目的:提供一种强度可靠、结构紧凑、安装拆卸方便、流场扰动小、测量精 度高、经济效益好，可用于大推力发动机进气畸变试验AIP截面径向多点总压测量装置，为 发动机畸变性能的准确评定提供测试保障。
[0004] 本发明的技术方案:针对大推力发动机总压畸变试验环境的复杂性，对传统畸变 试验测量装置强度失效表现、失效机理系统分析，提出提高测量装置固有频率与最大限度 消除支撑杆应力集中是畸变试验径向多点测量装置创新思路。总体结构采用单悬臂梁等强 度一体化结构。该测量装置主要包括整流罩、传压毛细钢管、一体化支撑杆、玻璃棉纤维、防 错安装板、圆形转接座、压力接嘴。附属采集装置包括转接管线、压力采集模块、计算机等。
[0005] 其中，整流罩用于对高速流体整流滞止，增加测量装置总压不敏感角，提高测量精 度；
[0006] 传压毛细钢管用于压力感测、传播；
[0007] -体化支撑杆用于对径向多个总压测点支撑、固定，采用单悬臂梁等强度结构，迎 流面过渡加宽，根部圆滑过渡。支撑杆与安装座一体化加工，大大提高了测量装置固有频 率，大大消除了支杆根部应力集中；
[0008] 防错安装板用于测量装置的安装、固定，来流方向的定位。
[0009] 圆形转接座用于径向多个总压测点的转接、引出支撑;结构设计中采用圆形结构， 结构紧凑、安全可靠；
[0010]压力接嘴用于压力测点转接、密封。
[0011]本发明的有益效果:本发明径向多点总压测量装置已经在多型大推力航空发动机 总压畸变试验中取得成功应用，测量装置径向布点数、堵塞比、测量精度均满足试验与测试 规范要求，准确获取了发动机进口 AIP截面总压场，成功避免了大推力发动机总压畸变试验 过程中删减径向测点的做法，为大推力发动机总压畸变性能的准确评定奠定了基础。
【附图说明】
[0012] 图1大推力发动机畸变试验径向多点总压测量装置结构图
[0013] (1)整流罩:高速流体整流滞止；
[0014] (2)传压毛细钢管:压力感测与传播；
[0015] (3)玻璃棉纤维:一体化支撑杆内腔对传压毛细钢管保护固定；
[0016] (4)-体化支撑杆:径向多个总压测点的支撑与固定；
[0017] (5)防错安装板:测量装置的安装与固定；
[0018] (6)圆形转接座:多个总压测点的引出固定支撑；
[0019] (7)压力接嘴:多个总压测点压力转接。
[0020]图2为图1的局部剖视图。
【具体实施方式】
[0021 ]下面通过【具体实施方式】对本发明作进一步的详细说明：
[0022] 请参阅图1，本发明大推力发动机畸变试验径向多点总压测量装置包括整流罩、多 根传压毛细钢管、玻璃棉纤维、一体化支撑杆、防错安装板、圆形转接座、压力接嘴。
[0023] 发动机进口高速气流经整流罩整流滞止，来流动压滞止转化为总压，经过传压毛 细钢管传输至压力接嘴，后经压力转接装置传送至采集系统，实现总压的测量。整流罩外型 为圆柱形结构，外径φ 3mm-(p 4_，内径φ 2mm~cp 2.Xmm，泄气孔为2个，直径φ φ 1.5mm，.整流罩的泄气孔面积与流通面积之比设计为〇. 26~0.39。整流罩结构的优劣，直 径影响总压测量精度。传压毛细钢管太细可靠性较差，容易破损，而太粗会影响总压测量响 应速度，一般外径选择为Φ ~qrUmm、传压毛细钢管一般通过压力焊接技术固定在 整流罩上，要求整流罩与传压毛细钢管正对来流方向，为了提高不敏感角，管口倒角处理。 整流罩一般采用氩弧焊或激光焊接技术固定在一体化支撑杆径向指定位置，来实现发动机 进口不同径向高度总压参数测量。
[0024] 一体化支撑杆采用屈服强度不小于600MPa的高强度调制结构钢棒材一体化加工 而成，总体结构采用单悬臂梁等强度结构，为了减小对流场的影响，迎流面圆滑过渡，从头 至根部逐渐加宽，根部圆滑过渡，一体化支撑杆内腔采用线切割加工而成。传压毛细钢管在 支撑杆内腔走线时，不允许拉近绷直，弯曲半径不小于4D(D为传压毛细钢管外径），一般采 用专用工装来弯曲走线，走线完成后，采用玻璃棉纤维对传压毛细钢管保护固定，防止在使 用过程中因支撑杆的振动造成传压毛细钢管的损坏。安装板设计为防错结构，有来流定位 面，采用法兰连接结构。防错安装板与支撑杆的装配设计有放错定位结构，并带有5mm的焊 接凸台，安装凸台与安装板R4mm圆滑过渡，焊接方式采用氩弧焊，并对焊缝探伤检查，满足 探伤要求。圆形转接座对径向多个压力测点传压毛细钢管进行转接支撑，结构紧凑，可靠性 高，装配焊接采用氩弧焊或钎焊。压力接嘴采用60°内锥、球面密封结构，耐压高，结构可靠， 装配焊接方式采用氩弧焊或钎焊。
[0025] 该测量装置悬臂长度不小于325mm，总压不敏感角不小于±25°，发动机进口 AIP截 面堵塞比不大于5%。测量装置径向布点数一般为4~6点，一般安装使用4~8支，采用周向 均布的布置方式，法兰安装结构，在使用过程中配有纯铜密封垫片。
【主权项】
1. 一种大推力发动机畸变试验径向多点总压测量装置，其特征在于，采用单悬臂梁等 强度一体化结构，包括整流罩(1)、传压毛细钢管(2)、玻璃棉纤维(3)、一体化支撑杆(4)、防 错安装板（5)、圆形转接座（6)、压力接嘴（7);其中整流罩（1)整流罩外型尺寸不大于 φ 4mm，与传压毛细钢管(2)固定在一起作为整流感压测头，固定于一体化支撑杆(4)上，径 向多点总压经传压毛细钢管(2)在一体化支撑杆(4)内腔传输至压力接嘴(7)，再经过压力 采集系统，最终传输给计算机;玻璃棉纤维(3)对支杆腔内传压毛细钢管(2)保护、固定；圆 形转接座(6)用于多个总压测点传压毛细钢管(2)转接、保护、固定;一体化支撑杆(4)固定 在防错安装板(5)上，便于测量装置的安装使用。2. 根据权利要求1所述的大推力发动机畸变试验径向多点总压测量装置，其特征在于： 体化支撑杆(4)采用屈服强度不小于600MPa的高强度调制结构钢棒材一体化加工。
【专利摘要】本实用新型专利属于发动机流体总压测量领域，涉及航空发动机畸变试验总压测量，主要用于大推力发动机进气总压畸变试验AIP(Aerodynamic？Interface？Plane)截面径向多点参数测量。本测量装置总体结构采用单悬臂梁等强度一体化结构，包括整流罩、传压毛细钢管、一体化支撑杆、防错安装板、圆形转接座、压力接嘴、玻璃棉纤维。其中传压毛细钢管与整流罩固定在一起作为整流感压测头，固定于一体化支撑杆指定位置上，径向多点传压毛细钢管经一体化支撑杆内腔引出传输至压力接嘴，再经过压力采集系统，最终传输给计算机。玻璃棉纤维对支杆腔内传压毛细钢管保护、固定；圆形转接座用于多个压力测点传压毛细钢管转接、保护、固定；一体化支撑杆固定在防错安装板上，便于测量装置的安装使用。该测量装置悬臂长度不小于325mm，总压不敏感角不小于±25°，发动机进口AIP截面堵塞比不大于5％。
【IPC分类】G01M15/00, G01L1/00, G01M15/02
【公开号】CN205280368
【申请号】CN201521047520
【发明人】巩岁平, 黄明镜, 樊嘉峰
【申请人】中国燃气涡轮研究院
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2015年12月15日