一种发动机尾喷流压力场测试方法
【专利摘要】本发明属于航空【技术领域】动力装置系统，涉及发动机尾喷流压力场测试方法。本发明采用自由流接触式压力测试相结合的方法，对发动机尾喷流流场的总压、静压进行实测。由于自由流和偏流板反射两种状态下，发动机的尾喷流压力场存在显著差异，测试系统分别根据自由流和偏流板反射两种状态的特点进行排布。在两种布局下分别进行发动机试车，利用两套测试系统同时测取发动机的总压和静压数据。本发明可实现对发动机尾喷流压力场的测试，获取自由流和偏流板反射两种状态下的尾喷流压力场，从而为舰上安全区域规划、偏流板结构强度设计等提供科学依据。
【专利说明】一种发动机尾喷流压力场测试方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于航空【技术领域】，具体涉及一种发动机尾喷流压力场测试方法。
【背景技术】
[0002] 燃气涡轮发动机工作时所产生的尾喷流具有高温、高压、高速的特点，其高压特性 对起飞偏流装置的结构强度和人员安全都有直接影响。
[0003] 开展发动机尾喷流压力场测试技术研究，通过由一系列安装的压力传感器的测试 耙架与数据处理计算机组成的带模拟偏流板的接触式压力测试系统，将感受到的尾喷流参 数转换成一个与能量成正比的电信号，通过数据处理计算机的后处理，即可得到完整的发 动机尾流场压力分布。该种测试耙已申请国家专利（名称：一种水冷式测量耙，申请号： 201210563356. 7)〇
[0004]目前，尚无有效测试方法法为偏流板的结构强度设计、空地勤人员安全维护范围 划定等方面工作提供必要的试验数据支撑。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的：提供一种发动机尾喷流压力场测试方法，从而为偏流板的结构强 度设计、空地勤人员安全维护范围划定等方面工作提供必要的试验数据支撑。
[0006] 本发明的技术方案是：针对偏流板打开和放下两种不同条件的尾喷流特点，进行 差异化的接触式压力测试系统布设，采用带水冷的移动式、压力测试耙，保证传感器能正常 工作，安排发动机进行各种典型工作状态的试车，实时测取发动机的总压和静压数据，经后 期数据处理后，得到发动机各种典型状态的尾喷流压力场。
[0007] -种发动机尾喷流压力场测试方法，其特征在于，测试分为两个阶段。
[0008] 在自由流条件下，包括如下步骤：
[0009] 第一，进行测试系统排布：将3组以上且相互平行的压力测试耙放置于发动机尾 喷口正后方，垂直于尾喷口轴线；单只耙臂固定在支架上，耙臂上等间距布置2组测点，每 组测点包含总压、静压各一个测点，将总压、静压传感器测试用数据处理计算机放置于安全 区域；
[0010] 第二，进行调试前准备：连接总压、静压测试传感器与数据处理计算机之间的测试 电缆，系统上电进行检查，完成测试前的设备调试和准备工作；
[0011] 第三，进行测试系统调试：按发动机试车规程进行试车，在慢车、节流、中间、加力 等各种典型工作状态下进行压力测试，在各个稳态保持足够时间待发动机尾喷流压力场稳 定后再进入下一状态；
[0012] 第四，进行测试数据分析：试车结束后，根据采集的数据进行分析处理，得出发动 机各个典型状态的总压和静压压力场分布图和动态变化曲线。
[0013] 在偏流板反射条件下，包括如下步骤：
[0014] 第一，进行测试系统排布：将3组压力测试耙分别放置于偏流板正后方和发动机 尾喷流两侧，偏流板后方的测试耙距尾喷口截面一定距离垂直于尾喷口轴线放置，尾喷流 两侧的测试耙距尾喷口轴线一定距离平行于尾喷口轴线放置；单只耙臂固定在支架上，耙 臂上等间距布置2组测点，每组测点包含总压、静压各一个测点，将总压、静压传感器测试 用数据处理计算机放置于安全区域；
[0015] 第二，进行调试前准备：连接总压、静压测试传感器与数据处理计算机之间的测试 电缆，系统上电进行检查，完成测试前的设备调试和准备工作；
[0016] 第三，进行测试系统调试：按发动机试车规程进行试车，在慢车、节流、中间、加力 等各种典型工作状态下进行压力测试，在各个稳态保持足够时间待发动机尾喷流压力场稳 定后再进入下一状态；
[0017] 第四，进行测试数据分析：试车结束后，根据采集的数据进行分析处理，得出发动 机各个典型状态的总压和静压压力场分布图和动态变化曲线。
[0018] 在偏流板放下自由流条件下，所述总压、静压测试耙为3组以上且相互平行，垂直 于尾喷口轴线；在偏流板打开条件下，3组测试耙分别放置于偏流板正后方和发动机尾喷 流两侧，偏流板后方的测试耙距尾喷口截面一定距离垂直于尾喷口轴线放置，尾喷流两侧 的测试耙距尾喷口轴线一定距离平行于尾喷口轴线放置。
[0019] 采用带水冷的移动式、压力测试耙，保证传感器能在发动机尾喷流高温、高速的试 验条件下正常工作；
[0020] 测取左侧发动机的尾喷流压力场参数，通过数据后处理与分析，可以得到左、右两 侧发动机的尾喷流压力场参数。
[0021] 本发明的优点是：
[0022] 该方法具有以下几个优点：
[0023] 1)测试范围广，可以测取整个发动机尾喷流场的数据；
[0024] 2)测试具有实时性，可以掌握发动机状态变化过程中尾喷流压力场的动态变化；
[0025] 3)总压和静压同步测试、采集，可以减少发动机试车次数和工作时间，降低成本；
[0026] 4)两套测试系统相互独立工作，互不影响；测试系统工作不影响发动机正常工 作；
[0027] 5)易于实施，测试设备位置可根据现场情况进行便捷移动调整。
[0028] 本发明主要应用于发动机尾喷流压力场测试。发动机尾喷流压力场数据可为舰面 偏流板的结构强度设计、空地勤人员安全维护范围划定等提供重要依据，从而降低技术风 险。本发明提供的方法具有广泛的应用性。不仅可以为战斗机安全保障范围规划、指挥协 调系统、人员防护、起降和保障设施研制提供设计依据，而且测试数据对开展飞机进/发匹 配设计及验证以及相关技术规范、标准的制定提供理论指导。
【专利附图】
【附图说明】
[0029] 图1是自由流条件下接触式压力测试分系统测试排布示意图
[0030] 图2是偏流板打开条件下的测试系统排布示意图
【具体实施方式】
[0031] 下面通过具体的实施例并结合附图对本发明作进一步详细的描述。
[0032] 本例是某双发飞机，利用自由流接触式压力测试系统进行发动机尾喷流压力场测 试。具体步骤如下：
[0033] 第一，按自由流状态进行测试系统排布：将3组压力测试耙平行放置于发动机尾 喷口正后方，垂直于尾喷口轴线，距发动机尾喷口截面分别为9m、15m、25m ;将静压、总压测 试用数据处理计算机放置于安全区域；
[0034] 第二，连接总压、静压测试传感器与数据处理计算机之间的测试电缆，系统上电进 行检查，完成测试前的设备调试和准备工作；
[0035] 第三，按发动机试车规程进行第一阶段试车，在慢车、节流、中间、加力等各种典型 工作状态下进行压力测试，在各个稳态保持足够时间待发动机尾喷流压力场稳定后再进入 下一状态；试车过程中压力测试系统实时测取发动机尾喷流的静压和总压数据；
[0036] 第四，第一阶段试车结束后，测试系统下电，进行测试系统改装，按偏流板反射状 态进行测试系统排布：断开测试电缆，将偏流板打开到预定角度，将1组压力测试耙放置于 偏流板正后方，距发动机尾喷口 l〇m，垂直于尾喷口轴线放置；另外两组压力测试耙放置于 发动机尾喷流两侧，平行于尾喷口轴线放置，测试耙前端距尾喷口截面1. 5m，测试耙外表面 距尾喷口轴线7m。将静压、总压测试用数据处理计算机放置于安全区域。
[0037] 第五，重新连接好测试电缆，系统上电，完成测试前的设备调试和准备工作；
[0038] 第六，发动机试车规程进行第二阶段试车，在慢车、节流、中间、加力等各种典型工 作状态下进行压力测试，在各个稳态保持足够时间，待发动机尾喷流压力场稳定后再进入 下一状态；试车过程中压力测试系统实时测取发动机的静压和总压数据；
[0039] 第七，试车全部结束后，根据采集的数据进行分析处理，得出自由流和偏流板反射 两种条件下，发动机各个典型状态的总压、静压分布图和动态变化曲线。
【权利要求】
1. 一种发动机尾喷流压力场测试方法，其特征在于，测试分为两个阶段，在自由流条件 下，包括如下步骤： 第一，进行测试系统排布：将3组以上且相互平行的压力测试耙放置于发动机尾喷口 正后方，垂直于尾喷口轴线；单只耙臂固定在支架上，耙臂上等间距布置2组测点，每组测 点包含总压、静压各一个测点，将总压、静压传感器测试用数据处理计算机放置于安全区 域； 第二，进行调试前准备：连接总压、静压测试传感器与数据处理计算机之间的测试电 缆，系统上电进行检查，完成测试前的设备调试和准备工作； 第三，进行测试系统调试：按发动机试车规程进行试车，在慢车、节流、中间、加力等各 种典型工作状态下进行压力测试，在各个稳态保持足够时间待发动机尾喷流压力场稳定后 再进入下一状态； 第四，进行测试数据分析：试车结束后，根据采集的数据进行分析处理，得出发动机各 个典型状态的总压和静压压力场分布图和动态变化曲线； 在偏流板反射条件下，包括如下步骤： 第一，进行测试系统排布：将3组压力测试耙分别放置于偏流板正后方和发动机尾喷 流两侧，偏流板后方的测试耙距尾喷口截面一定距离垂直于尾喷口轴线放置，尾喷流两侧 的测试耙距尾喷口轴线一定距离平行于尾喷口轴线放置；单只耙臂固定在支架上，耙臂上 等间距布置2组测点，每组测点包含总压、静压各一个测点，将总压、静压传感器测试用数 据处理计算机放置于安全区域； 第二，进行调试前准备：连接总压、静压测试传感器与数据处理计算机之间的测试电 缆，系统上电进行检查，完成测试前的设备调试和准备工作； 第三，进行测试系统调试：按发动机试车规程进行试车，在慢车、节流、中间、加力等各 种典型工作状态下进行压力测试，在各个稳态保持足够时间待发动机尾喷流压力场稳定后 再进入下一状态； 第四，进行测试数据分析：试车结束后，根据采集的数据进行分析处理，得出发动机各 个典型状态的总压和静压压力场分布图和动态变化曲线。
2. 根据权利要求1所述的发动机尾喷流压力场测试方法，其特征在于，在偏流板放下 自由流条件下，所述总压、静压测试耙为3组以上且相互平行，垂直于尾喷口轴线；在偏流 板打开条件下，3组测试耙分别放置于偏流板正后方和发动机尾喷流两侧，偏流板后方的测 试耙距尾喷口截面一定距离垂直于尾喷口轴线放置，尾喷流两侧的测试耙距尾喷口轴线一 定距离平行于尾喷口轴线放置。
3. 根据权利要求1所述的发动机尾喷流压力场测试方法，其特征在于，采用带水冷的 移动式、压力测试耙，保证传感器能在发动机尾喷流高温、高速的试验条件下正常工作。
4. 根据权利要求1所述的发动机尾喷流压力场测试方法，其特征在于，测取左侧发动 机的尾喷流压力场参数，通过数据后处理与分析，可以得到左、右两侧发动机的尾喷流压力 场参数。
【文档编号】G01M15/14GK104155052SQ201410198951
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年5月12日 优先权日:2014年5月12日
【发明者】马松, 连永久, 于新, 刘素萍 申请人:中国航空工业集团公司沈阳飞机设计研究所