一种超音速发动机试车台进气系统的使用方法与流程

本发明涉及试验测量技术领域，尤其是一种超音速发动机试车台进气系统的使用方法。

背景技术：

航空发动机在进行试飞前，需在地面做高空模拟试验，发动机试验时，要求一组进气参数，包括进气总压，进气空气流量，进气氧含量，进气总温，发动机供油油量称之为进气状态点，同时达到设定值及稳定后，记录其性能及参数或考核其性能。随着发动机的日趋成熟，超音速发动机的应用日趋广泛，在此基础上，用于飞机尤其是无人机的超音速发动机以及发动机地面试验时，发动机进气系统需要模拟超音速发动机的超音速进气状态，现有发动机试车台技术，对于超音速发动机进气模拟尚无成熟技术，同时对于模拟状态何时达到稳定状态也无准确的理论判定方法，导致试验模拟效果差，试验周期长，成本高，资源浪费情况严重。

技术实现要素：

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种超音速发动机试车台进气系统的使用方法。

本发明的技术解决方案是：一种超音速发动机试车台进气系统的使用方法，所述发动机试车台包括供给源，温度模拟单元，模拟舱和超音速喷管；供给源包括燃油供给源，氧气供给源，发动机进气供给源，酒精供给源；温度模拟单元包括管体和壳体，管体位于壳体内部，管体内为第一介质通道，管体的外壁与壳体的内壁之间的空间形成第二介质通道；被试发动机位于模拟舱内；超音速喷管包括依次同轴固定连接的入口等直段，亚音速收敛段，初始超音速膨胀段和超音速膨胀段；入口等直段，亚音速收敛段，初始超音速膨胀段和超音速膨胀段均为中空回转体，入口等直段，亚音速收敛段，初始超音速膨胀段和超音速膨胀段的回转轴相同；亚音速收敛段的内部流道为连续收缩的圆弧的轴回转曲面，初始超音速膨胀段的内部流道为连续扩张的圆弧的轴回转曲面，超音速膨胀段的内部流道为圆台面；亚音速收敛段内部流道连续收缩圆弧的半径与初始超音速膨胀段内部流道连续扩张圆弧的半径相同，亚音速收敛段和初始超音速膨胀段的内部流道连接截面为喉道的截面；超音速膨胀段的内部流道圆台的母线与初始超音速膨胀段内部流道连续扩张圆弧的尾端相切；燃油供给源通过管路与被试发动机连通，氧气供给源和发动机进气供给源分别通过管路与第二介质通道的入口连通，第二介质通道的出口通过管路与超音速喷管的入口等直段的入口连通，超音速喷管的超音速膨胀段通过管路被试发动机的进气口连通，酒精供给源经过点火器后通过管路与第一介质通道的入口连通，第一介质通道的出口与外界连通；连通燃油供给源与被试发动机的管路上设置有发动机燃油供给流量调节阀，连通氧气供给源与第二介质通道的入口的管路上设置有氧供给流量调节阀，连通发动机进气供给源与第二介质通道的入口的管路上设置有发动机进气供给压力调节阀，连通酒精供给源与第一介质通道的入口的管路上设置有酒精供给流量调节阀；

所述超音速发动机试车台进气系统的使用方法，包括如下步骤：

s100)、发动机进气总压和含氧量调节

根据第一模拟状态点的进气总压和氧含量调节发动机进气供给压力调节阀和氧供给流量调节阀，使经过超音速喷管的超音速膨胀段出口的第二介质的总压和氧含量与第一模拟状态点发动机的进气总压和氧含量相同；

s200)、发动机进气总温调节

根据第一模拟状态点的进气总温调节酒精供给流量调节阀并启动点火器，点燃酒精使酒精燃烧，燃烧的酒精在第一介质通道与第二介质通道的第二介质换热，使经过超音速喷管的超音速膨胀段出口的第二介质的总温与第一模拟状态点发动机的进气总温相同；

s300)、发动机进气总压调节

根据第一模拟状态点的进气总压调节发动机进气供给压力调节阀，使经过超音速喷管的超音速膨胀段出口的第二介质的总压与第一模拟状态点发动机的进气总压相同；

s400)、发动机点火

根据发动机第一模拟状态点的燃油需求量调节发动机燃油供给流量调节阀，使燃油供给源供给的燃油与发动机第一模拟状态点的燃油需求量相同，发动机点火，进行第一模拟状态点的进气模拟试验至该状态点进气模拟试验结束；

s500)、第n模拟状态点的模拟试验

分别调节氧供给流量调节阀，发动机进气供给压力调节阀，酒精供给流量调节阀和发动机燃油供给流量调节阀，使超音速喷管的超音速膨胀段出口的第二介质的总压、总温和氧含量与第n模拟状态点发动机的进气总压、总温和氧含量相同，燃油供给源供给的燃油与第n模拟状态点发动机的燃油需求相同；其中，n≥2；开始发动机第n状态点进气模拟试验至该状态点进气模拟试验结束；

s600)、重复步骤s500直至所有模拟状态点试验完毕后，发动机熄火，关闭发动机燃油供给流量调节阀，氧供给流量调节阀，发动机进气供给压力调节阀和酒精供给流量调节阀。

进一步的，所述发动机试车台包括发动机燃油供给截止阀，氧供给截止阀和酒精供给截止阀，发动机试车台的使用过程中，开启发动机燃油供给流量调节阀前开启发动机燃油供给截止阀，开启氧供给流量调节阀前开启氧供给截止阀，开启酒精供给流量调节阀前开启酒精供给截止阀；关闭发动机燃油供给流量调节阀后关闭发动机燃油供给截止阀，关闭氧供给流量调节阀后关闭氧供给截止阀，关闭酒精供给流量调节阀后关闭酒精供给截止阀。

进一步的，喷管的亚音速收敛段内部流道连续收缩圆弧的半径至少为喉道直径的4倍；喷管的超音速膨胀段的内部流道圆台面的母线与超音速膨胀段的回转轴的角度大于等于6°，小于等于8°。

进一步的，步骤s200中，根据第一模拟状态点的进气总温调节酒精供给流量调节阀并启动点火器，点燃酒精使酒精燃烧，燃烧的酒精在第一介质通道与第二介质通道的第二介质换热，使经过超音速喷管的超音速膨胀段出口的第二介质的总温与第一模拟状态点发动机的进气总温相同；包括如下步骤：

s210)、按照温度模拟单元所能承受的最高工况值调节酒精供给流量调节阀，启动点火器，点燃酒精使酒精燃烧，燃烧的酒精在第一介质通道与第二介质通道的第二介质换热；

s220)、保持步骤s210的状态至温度模拟单元进入稳定工作状态；

s230)、根据第一模拟状态点中，第二介质通道出口的第二介质总温，第二介质通道内第二介质的质量，第二介质的定压比热，管体内壁对流换热系数，整个管体的内壁面积，第一介质通道内第一介质的质量，第一介质的定压比热，管体外壁对流换热系数，整个管体的外壁面积和第二介质通道入口的第二介质总温，确定第一介质的供给温度；

s240)、调节酒精供给流量调节阀，将第一介质通道内的第一介质状态由以温度模拟单元所能承受的最高工况值供给调节至按照第一模拟试验状态点的预定值供给；

s250)、保持第一介质通道内的第一介质按照实验第一模拟试验状态点的预定值供给状态至温度模拟单元进入稳定工作状态，此时，经过超音速喷管的超音速膨胀段出口的第二介质的总温与第一模拟状态点发动机的进气总温相同。

进一步的，步骤s500中，分别调节氧供给流量调节阀，发动机进气供给压力调节阀，酒精供给流量调节阀和发动机燃油供给流量调节阀，使超音速喷管的超音速膨胀段出口的第二介质的总压、总温和氧含量与第n模拟状态点发动机的进气总压、总温和氧含量相同，燃油供给源供给的燃油与第n模拟状态点发动机的燃油需求相同；其中，n≥2；包括如下步骤：

s510)、调节氧供给流量调节阀，使超音速喷管的超音速膨胀段出口的第二介质的氧含量与第n模拟状态点发动机的氧含量相同；

s520)、根据第n模拟状态点中，第二介质通道出口的第二介质总温，第二介质通道内第二介质的质量，第二介质的定压比热，管体内壁对流换热系数，整个管体的内壁面积，第一介质通道内第一介质的质量，第一介质的定压比热，管体外壁对流换热系数，整个管体的外壁面积和第二介质通道入口的第二介质总温，确定第一介质的供给温度；

s530)、调节酒精供给流量调节阀，将第一介质通道内的第一介质状态由第一模拟试验状态点的预定值供给调节至按照第n模拟试验状态点的预定值供给；

s540)、保持第一介质通道内的第一介质按照实验第n模拟试验状态点的预定值供给状态至温度模拟单元进入稳定工作状态，此时，经过超音速喷管的超音速膨胀段出口的第二介质的总温与第n模拟状态点发动机的进气总温相同；

s550)、根据第n模拟状态点的进气总压调节发动机进气供给压力调节阀，使经过超音速喷管的超音速膨胀段出口的第二介质的总压与第n模拟状态点发动机的进气总压相同；

s560)、根据发动机第n模拟状态点的燃油需求量调节发动机燃油供给流量调节阀，使燃油供给源供给的燃油与发动机第n模拟状态点的燃油需求量相同。

进一步的，温度模拟单元所能承受的最高工况值为温度模拟单元所能承受的第一介质的最高压力、最高温度和最高流量；模拟试验状态点的预定值的参数包括介质入口和出口的压力，介质的流量和介质的温度。

进一步的，步骤s220中，保持步骤s210的状态至温度模拟单元进入稳定工作状态，所需的时间为t1；步骤s250中保持第一介质通道内的第一介质按照实验第一模拟试验状态点的预定值供给状态至温度模拟单元进入稳定工作状态，所需的时间为t2；步骤s540中保持第一介质通道内的第一介质按照实验第n模拟试验状态点的预定值供给状态至温度模拟单元进入稳定工作状态，所需的时间为tn；

t1，t2和tn均按照温度模拟单元进入稳定工作状态计算公式确定；温度模拟单元进入稳定工作状态计算公式为：

式中：tx为温度模拟单元进入稳定工作状态的时间，单位为s；m为整个管体的质量，单位为kg，为已知量；cmp为管体的定压比热，单位为j/kg·k，为已知量；hh为管体内壁对流换热系数，单位为w/(m²·k)，为已知量；asi为整个管体的内壁面积，单位为m²，为已知量；mh为在第一介质通道内的第一介质的质量，单位为kg，为已知量；cph为第一介质的定压比热，单位为j/kg·k，为已知量；hc为管体外壁对流换热系数，单位为w/(m²·k)，为已知量；ase为整个管体的外壁面积，单位为m²，为已知量；mc为在第二介质通道内的第二介质的质量，单位为kg，为已知量；cpc为第二介质的定压比热，单位为j/kg·k，为已知量。

进一步的，步骤s230中，根据第一模拟状态点中，第二介质通道出口的第二介质总温，第二介质通道内第二介质的质量，第二介质的定压比热，管体内壁对流换热系数，整个管体的内壁面积，第一介质通道内第一介质的质量，第一介质的定压比热，管体外壁对流换热系数，整个管体的外壁面积和第二介质通道入口的第二介质总温，确定第一介质的供给温度，此时，第一介质的供给温度为thi1；

步骤s520中，根据第n模拟状态点中，第二介质通道出口的第二介质总温，第二介质通道内第二介质的质量，第二介质的定压比热，管体内壁对流换热系数，整个管体的内壁面积，第一介质通道内第一介质的质量，第一介质的定压比热，管体外壁对流换热系数，整个管体的外壁面积和第二介质通道入口的第二介质总温，确定第一介质的供给温度，此时，第一介质的供给温度为thin；

thi1和thin均按照温度模拟单元热流输入温度公式确定；温度模拟单元热流输入温度公式为：

式中：

thix为第一介质的供给温度，单位为k；tco为第二介质通道出口的第二介质总温，单位为k，为已知量；mc为二介质通道内第二介质的质量，单位为kg，为已知量；cpc为第二介质的定压比热，单位为j/kg·k，为已知量；hh为管体内壁对流换热系数，单位为w/(m²·k)，为已知量；asi为整个管体的内壁面积，单位为m²，为已知量；mh为第一介质通道内第一介质的质量，单位为kg，为已知量；cph为第一介质的定压比热，单位为j/kg·k，为已知量；hc为管体外壁对流换热系数，单位为w/(m²·k)，为已知量；ase为整个管体的外壁面积，单位为m²，为已知量；tci为第二介质通道入口的第二介质总温，单位为k，为已知量。

进一步的，步骤s300中，根据第一模拟状态点的进气总压调节发动机进气供给压力调节阀，使经过超音速喷管的超音速膨胀段出口的第二介质的总压与第一模拟状态点发动机的进气总压相同；包括如下步骤：

s310)、根据第一模拟状态点的进气总压调节发动机进气供给压力调节阀；

s320)、根据第一模拟状态点中，第一模拟状态点发动机的进气总压，步骤s250中，第一介质通道内的第一介质按照实验第一模拟试验状态点的预定值供给状态至温度模拟单元进入稳定工作状态时，超音速喷管的超音速膨胀段出口的总压，第一模拟状态点发动机的进气流量，第二介质气体常数，第一模拟状态点发动机的进气总温，超音速喷管内介质的体积确定自步骤s250至超音速喷管进入稳定工作的时间，所述时间为tw1，自步骤s250后tw1秒，经过超音速喷管的超音速膨胀段出口的第二介质的总压与第一模拟状态点发动机的进气总压相同；

tw1按照超音速喷管进入稳定工作状态计算公式确定；超音速喷管进入稳定工作状态计算公式为：

式中：tw为超音速喷管进入工作稳定的时间，单位为s；pti为第一模拟状态点发动机的进气总压，单位为mpa，为已知量；pt1j为步骤s250中，第一介质通道内的第一介质按照实验第一模拟试验状态点的预定值供给状态至温度模拟单元进入稳定工作状态时，超音速喷管的超音速膨胀段出口的总压，单位为mpa，为已知量；qmai为第一模拟状态点发动机的进气流量，单位为kg/s，为已知量；r为第二介质气体常数，单位为j/(kg·k)，为已知量；t为第一模拟状态点发动机的进气总温，单位为k，为已知量；v为超音速喷管内介质的体积，单位为m³，为已知量。

进一步的，s550中，根据第n模拟状态点的进气总压调节发动机进气供给压力调节阀，使经过超音速喷管的超音速膨胀段出口的第二介质的总压与第n模拟状态点发动机的进气总压相同；包括如下步骤：

s551)、根据第n模拟状态点的进气总压调节发动机进气供给压力调节阀；

s552)、根据第n模拟状态点中，第n模拟状态点发动机的进气总压，步骤s540中，第一介质通道内的第一介质按照实验第n模拟试验状态点的预定值供给状态至温度模拟单元进入稳定工作状态，超音速喷管的超音速膨胀段出口的总压，第n模拟状态点发动机的进气流量，第二介质气体常数，第n模拟状态点发动机的进气总温，超音速喷管内介质的体积确定自步骤s540至超音速喷管进入稳定工作的时间，所述时间为twn，自步骤s540后twn秒，经过超音速喷管的超音速膨胀段出口的第二介质的总压与第n模拟状态点发动机的进气总压相同；

twn按照超音速喷管进入稳定工作状态计算公式确定；超音速喷管进入稳定工作状态计算公式为：

式中：twn为超音速喷管进入工作稳定的时间，单位为s；ptin为第n模拟状态点发动机的进气总压，单位为mpa，为已知量；pt1jn为步骤s540中，第一介质通道内的第一介质按照实验第n模拟试验状态点的预定值供给状态至温度模拟单元进入稳定工作状态，超音速喷管的超音速膨胀段出口的总压，单位为mpa，为已知量；qmain为第n模拟状态点发动机的进气流量，单位为kg/s，为已知量；r为第二介质气体常数，单位为j/(kg·k)，为已知量；tn为第n模拟状态点发动机的进气总温，单位为k，为已知量；v为超音速喷管内介质的体积，单位为m³，为已知量。

本发明与现有技术相比的优点在于：

1、本发明的超音速发动机试车台进气系统的使用方法，采用先调节进气总压和氧含量，再调节进气总温，然后精调进气总压后，供油点火的方式，调节速度快，节省了超音速试车台发动机进气模拟的调节时间，降低了试验成本，避免了能源浪费。

2、本发明的超音速发动机试车台进气系统的使用方法，在温度模拟单元和发动机进气口之间设置拉瓦尔型的超音速喷管，实现超音速发动机以及发动机地面试验时，超音速发动机的超音速进气状态模拟，同时，通过大量的试验数据以及创造性的对数据曲线拟合，确定了超音速喷管介质充满并进入稳定工作状态计算公式，能够准确确定超音速喷管进入稳定工作状态的时间，大幅缩短试验时间，降低了试验成本，避免了能源浪费。

3、本发明的超音速发动机试车台进气系统的使用方法，通过发动机进气供给源模拟发动机进气流量，进气总压，同时，通过氧气供给源为发动机进气进行补氧并通过温度模拟单元模拟发动机的进气温度，实现了发动机进气的真实模拟，模拟精度高。

4、本发明的超音速发动机试车台进气系统的使用方法，设置酒精供给源，通过点火器将酒精点燃产生热量在温度模拟单元内与发动机进气换热，实现发动机进气温度的调节。

5、本发明的超音速发动机试车台进气系统的使用方法，通过设置各种阀门，实现相关供给源的流量和压力可调，进而实现多状态点的模拟。

6、本发明的超音速发动机试车台进气系统的使用方法，其温度模拟单元的使用过程中，创造性的在启动时，先使用温度模拟单元所能承受的最高工况值向换热器输入热气流，使温度模拟单元的内管满负荷工作，以最快的速度热起来，管体温度提升速度快，温度分布均匀，再由满负荷状态调整为试验预定值，进入稳定工作状态时间大幅缩短。

7、本发明的超音速发动机试车台进气系统的使用方法，其温度模拟单元的使用过程中，通过大量的试验数据以及创造性的对数据曲线拟合，确定了高准确度的温度模拟单元进入稳定工作状态计算公式，能够准确确定温度模拟单元进入稳定工作状态的时间，大幅缩短试验时间，降低了试验成本，避免了能源浪费。

8、本发明的超音速发动机试车台进气系统的使用方法，其温度模拟单元的使用过程中，通过大量的试验数据以及创造性的对数据曲线拟合，确定了高准确度的温度模拟单元热流输入计算公式，能够准确确定的温度模拟单元热流输入温度，大幅缩短试验时间，降低了试验成本，避免了能源浪费。

附图说明

图1为本发明的超音速发动机试车台进气系统的使用方法流程图。

图2为本发明的超音速发动机试车台进气系统的使用方法涉及的发动机试车台的原理示意图。

图3为本发明的超音速发动机试车台进气系统的使用方法涉及的发动机试车台中的温度模拟单元的局部结构示意图。

图4为本发明的超音速发动机试车台进气系统的使用方法涉及的发动机试车台中的超音速喷管的结构示意图。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“抵接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明中的所述的压力与总压相同，均为总压，总压又称驻点压力，指气流速度等嫡滞止到零时的压力，是气流中静压与动压之和，静压是指物体在静止或者匀速直线运动时表面所受的压强，动压，物体在流体中运动时，在正对流体运动的方向的表面，流体完全受阻，此处的流体速度为0，其动能转变为压力能，压力增大，其压力称为全受阻压力，简称全压或总压，它与未受扰动处的压力即静压，之差，称为动压。本发明所述的温度与总温相同，均为总温，总温指一流体以绝热过程完全静止时，它的动能将转化为内能时反映出来的温度，其为动温和静温之和，静温是指温度计与气流相对静止时测得的温度。而动温是当气流受阻滞时动能变为热能，使气体温度升高，升高的温度即为动温。

对于本发明所述的超音速发动机试车台进气系统的使用方法涉及的发动机试车台进气系统，其在第一介质通道入口，出口，第一介质通道内，第二介质通道入口，出口，第二介质通道内，超音速喷管入口，出口，超音速喷管内均设置有温度传感器和压力传感器，所述温度传感器和压力传感器均应气流方向设置，用于测量设置传感器截面的总压和总温。

一种超音发动机试车台进气系统的使用方法，其用于超音速发动机高空多状态点模拟试验，尤其是适用于马赫数为1-5的超音速发动机高空多状态点模拟试验，所述状态点的参数包括发动机进气总压，进气空气流量，进气氧成分，进气总温，发动机供油油量。

所述超音发动机试车台进气系统包括供给源，温度模拟单元200，模拟舱300和超音速喷管600。

所述供给源包括燃油供给源110，氧气供给源120，发动机进气供给源130和酒精供给源140。

所述温度模拟单元包括管体210和壳体220，所述管体210位于所述壳体220内部，所述管体210内为第一介质通道，所述管体210的外壁与所述壳体220的内壁之间的空间形成第二介质通道；所述温度模拟单元200工作时，第一介质在第一介质通道内流通，第二介质在第二介质通道内流通，第一介质温度高于第二介质，所述第一介质和第二介质通过所述管体210的管壁实现换热。

被试发动机400位于所述模拟舱300内。

所述超音速喷管600包括依次同轴固定连接的入口等直段610，亚音速收敛段620，初始超音速膨胀段640和超音速膨胀段650；所述入口等直段610，亚音速收敛段620，初始超音速膨胀段640和超音速膨胀段650均为中空回转体，所述入口等直段610，亚音速收敛段620，初始超音速膨胀段640和超音速膨胀段650的回转轴相同；所述亚音速收敛段620的内部流道为连续收缩的圆弧的轴回转曲面，所述初始超音速膨胀段640的内部流道为连续扩张的圆弧的轴回转曲面，所述超音速膨胀段650的内部流道为圆台面；亚音速收敛段620内部流道连续收缩圆弧的半径与初始超音速膨胀段640内部流道连续扩张圆弧的半径相同，所述亚音速收敛段620和初始超音速膨胀段640的内部流道连接截面为喉道630的截面；超音速膨胀段650的内部流道圆台的母线与初始超音速膨胀段640内部流道连续扩张圆弧的尾端相切；所述第一介质通道的入口通过管路与第一介质源连通，出口与外界连通；所述第二介质通道的入口与第二介质源连通，出口与所述入口等直段610连通，所述超音速喷管工作时，亚音速介质经喷管入口，即入口等直段入口进入，通过亚音速收敛段加速至喉道达到音速后，经初始超音速膨胀段初始膨胀，当气流通过泉流区完成初步膨胀，继续保持其膨胀角不变的条件下进一步使气流膨胀到设计点马赫数，由喷管出口即超音速膨胀段出口喷出。

所述燃油供给源110通过管路与所述被试发动机400连通，所述氧气供给源120和所述发动机进气供给源130分别通过管路与第二介质通道的入口连通，第二介质通道的出口通过管路与所述超音速喷管600的入口等直段610的入口连通，所述超音速喷管600的超音速膨胀段650出口通过管路被试发动机的进气口连通，所述被试发动机400的进气口连通，为被试发动机400提供模拟的发动机超音速进气流量，进气马赫数，进气总压以及氧含量；所述酒精供给源140经过点火器后通过管路与第一介质通道的入口连通，第一介质通道的出口与外界连通，点火器将酒精点燃燃烧产生热量在所述温度模拟单元200内与第二介质通道内的第二介质换热以调节第二介质通道内的第二介质的温度，从而实现发动机进气温度模拟，本发明的发动机进气模拟真实，精度高，且结构简单。

连通所述燃油供给源110与所述被试发动机400的管路上设置有发动机燃油供给流量调节阀510，连通所述氧气供给源120与所述第二介质通道的入口的管路上设置有氧供给流量调节阀530，连通所述发动机进气供给源130与第二介质通道的入口的管路上设置有发动机进气供给压力调节阀550，连通所述酒精供给源140与第一介质通道的入口的管路上设置有酒精供给流量调节阀560以实现各供给源的参数调节，满足多状态点的模拟。

所述超音速发动机试车台进气系统的使用方法，包括如下步骤：

s100)、发动机进气总压和含氧量调节

根据第一模拟状态点的进气总压和氧含量调节发动机进气供给压力调节阀和氧供给流量调节阀，使经过超音速喷管的超音速膨胀段出口的第二介质的总压和氧含量与第一模拟状态点发动机的进气总压和氧含量相同。

s200)、发动机进气总温调节

根据第一模拟状态点的进气总温调节酒精供给流量调节阀并启动点火器，点燃酒精使酒精燃烧，燃烧的酒精在第一介质通道与第二介质通道的第二介质换热，使经过超音速喷管的超音速膨胀段出口的第二介质的总温与第一模拟状态点发动机的进气总温相同；

s210)、按照温度模拟单元所能承受的最高工况值调节酒精供给流量调节阀，启动点火器，点燃酒精使酒精燃烧，燃烧的酒精在第一介质通道与第二介质通道的第二介质换热；

s220)、保持步骤s310的状态至温度模拟单元进入稳定工作状态；

s230)、根据第一模拟状态点中，第二介质通道出口的第二介质总温，第二介质通道内第二介质的质量，第二介质的定压比热，管体内壁对流换热系数，整个管体的内壁面积，第一介质通道内第一介质的质量，第一介质的定压比热，管体外壁对流换热系数，整个管体的外壁面积和第二介质通道入口的第二介质总温，确定第一介质的供给温度；

s240)、调节酒精供给流量调节阀，将第一介质通道内的第一介质状态由以温度模拟单元所能承受的最高工况值供给调节至按照第一模拟试验状态点的预定值供给；

s250)、保持第一介质通道内的第一介质按照实验第一模拟试验状态点的预定值供给状态至温度模拟单元进入稳定工作状态，此时，经过超音速喷管的超音速膨胀段出口的第二介质的总温与第一模拟状态点发动机的进气总温相同。

s300)、发动机进气总压调节

根据第一模拟状态点的进气总压调节发动机进气供给压力调节阀，使经过超音速喷管的超音速膨胀段出口的第二介质的总压与第一模拟状态点发动机的进气总压相同；

s310)、根据第一模拟状态点的进气总压调节发动机进气供给压力调节阀；

s320)、根据第一模拟状态点中，第一模拟状态点发动机的进气总压，步骤s250中，第一介质通道内的第一介质按照实验第一模拟试验状态点的预定值供给状态至温度模拟单元进入稳定工作状态时，超音速喷管的超音速膨胀段出口的总压，第一模拟状态点发动机的进气流量，第二介质气体常数，第一模拟状态点发动机的进气总温，超音速喷管内介质的体积确定自步骤s250至超音速喷管进入稳定工作的时间，所述时间为tw1，自步骤s250后tw1秒，经过超音速喷管的超音速膨胀段出口的第二介质的总压与第一模拟状态点发动机的进气总压相同；

tw1按照超音速喷管进入稳定工作状态计算公式确定；超音速喷管进入稳定工作状态计算公式为：

式中：tw为超音速喷管进入工作稳定的时间，单位为s；pti为第一模拟状态点发动机的进气总压，单位为mpa，为已知量；pt1j为步骤s250中，第一介质通道内的第一介质按照实验第一模拟试验状态点的预定值供给状态至温度模拟单元进入稳定工作状态时，超音速喷管的超音速膨胀段出口的总压，单位为mpa，为已知量；qmai为第一模拟状态点发动机的进气流量，单位为kg/s，为已知量；r为第二介质气体常数，单位为j/(kg·k)，为已知量；t为第一模拟状态点发动机的进气总温，单位为k，为已知量；v为超音速喷管内介质的体积，单位为m³，为已知量。

s400)、发动机点火

根据发动机第一模拟状态点的燃油需求量调节发动机燃油供给流量调节阀，使燃油供给源供给的燃油与发动机第一模拟状态点的燃油需求量相同，发动机点火，进行第一模拟状态点的进气模拟试验至该状态点进气模拟试验结束。

s500)、第n模拟状态点的模拟试验

分别调节氧供给流量调节阀，发动机进气供给压力调节阀，酒精供给流量调节阀和发动机燃油供给流量调节阀，使超音速喷管的超音速膨胀段出口的第二介质的总压、总温和氧含量与第n模拟状态点发动机的进气总压、总温和氧含量相同，燃油供给源供给的燃油与第n模拟状态点发动机的燃油需求相同；其中，n≥2；开始发动机第n状态点进气模拟试验至该状态点进气模拟试验结束。

s510)、调节氧供给流量调节阀，使超音速喷管的超音速膨胀段出口的第二介质的氧含量与第n模拟状态点发动机的氧含量相同；

s520)、根据第n模拟状态点中，第二介质通道出口的第二介质总温，第二介质通道内第二介质的质量，第二介质的定压比热，管体内壁对流换热系数，整个管体的内壁面积，第一介质通道内第一介质的质量，第一介质的定压比热，管体外壁对流换热系数，整个管体的外壁面积和第二介质通道入口的第二介质总温，确定第一介质的供给温度；

s530)、调节酒精供给流量调节阀，将第一介质通道内的第一介质状态由第一模拟试验状态点的预定值供给调节至按照第n模拟试验状态点的预定值供给；

s540)、保持第一介质通道内的第一介质按照实验第n模拟试验状态点的预定值供给状态至温度模拟单元进入稳定工作状态，此时，经过超音速喷管的超音速膨胀段出口的第二介质的总温与第n模拟状态点发动机的进气总温相同；

s550)、根据第n模拟状态点的进气总压调节发动机进气供给压力调节阀，使经过超音速喷管的超音速膨胀段出口的第二介质的总压与第n模拟状态点发动机的进气总压相同；

s551)、根据第n模拟状态点的进气总压调节发动机进气供给压力调节阀；

s552)、根据第n模拟状态点中，第n模拟状态点发动机的进气总压，步骤s540中，第一介质通道内的第一介质按照实验第n模拟试验状态点的预定值供给状态至温度模拟单元进入稳定工作状态，超音速喷管的超音速膨胀段出口的总压，第n模拟状态点发动机的进气流量，第二介质气体常数，第n模拟状态点发动机的进气总温，超音速喷管内介质的体积确定自步骤s540至超音速喷管进入稳定工作的时间，所述时间为twn，自步骤s540后twn秒，经过超音速喷管的超音速膨胀段出口的第二介质的总压与第n模拟状态点发动机的进气总压相同；

twn按照超音速喷管进入稳定工作状态计算公式确定；超音速喷管进入稳定工作状态计算公式为：

式中：twn为超音速喷管进入工作稳定的时间，单位为s；ptin为第n模拟状态点发动机的进气总压，单位为mpa，为已知量；pt1jn为步骤s540中，第一介质通道内的第一介质按照实验第n模拟试验状态点的预定值供给状态至温度模拟单元进入稳定工作状态，超音速喷管的超音速膨胀段出口的总压，单位为mpa，为已知量；qmain为第n模拟状态点发动机的进气流量，单位为kg/s，为已知量；r为第二介质气体常数，单位为j/(kg·k)，为已知量；tn为第n模拟状态点发动机的进气总温，单位为k，为已知量；v为超音速喷管内介质的体积，单位为m³，为已知量。

s560)、根据发动机第n模拟状态点的燃油需求量调节发动机燃油供给流量调节阀，使燃油供给源供给的燃油与发动机第n模拟状态点的燃油需求量相同，开始发动机第n状态点进气模拟试验至该状态点进气模拟试验结束。

s600)、重复步骤s500直至所有模拟状态点试验完毕后，发动机熄火，关闭发动机燃油供给流量调节阀，氧供给流量调节阀，发动机进气供给压力调节阀和酒精供给流量调节阀。

优选的，温度模拟单元所能承受的最高工况值为温度模拟单元所能承受的第一介质的最高压力、最高温度和最高流量；模拟试验状态点的预定值的参数包括介质入口和出口的压力，介质的流量和介质的温度。

优选的，所述发动机试车台包括发动机燃油供给截止阀520，氧供给截止阀540和酒精供给截止阀570，所述发动机燃油供给截止阀520设置在连通所述燃油供给源110与所述被试发动机400的管路上；所述氧供给截止阀540设置在连通所述氧气供给源120与所述第二介质通道的入口的管路上；所述酒精供给截止阀570设置在连通所述酒精供给源140与第一介质通道的入口的管路上。发动机试车台的使用过程中，开启所述发动机燃油供给流量调节阀510前开启所述发动机燃油供给截止阀520，开启所述氧供给流量调节阀530前开启氧供给截止阀540，开启所述酒精供给流量调节阀560前开启所述酒精供给截止阀570；关闭所述发动机燃油供给流量调节阀510后关闭所述发动机燃油供给截止阀520，关闭所述氧供给流量调节阀530后关闭氧供给截止阀540，关闭所述酒精供给流量调节阀560后关闭所述酒精供给截止阀570，以保证试车台在非实验状态下的安全。

优选的，所述喷管600的亚音速收敛段620内部流道连续收缩圆弧的半径至少为所述喉道630直径的4倍，以减少介质的压力损失。

优选的，所述喷管600的超音速膨胀段650的内部流道圆台面的母线与所述超音速膨胀段650的回转轴的角度大于等于6°，小于等于8°，以减少介质膨胀时的压力损失。

优选的，步骤s320中，保持步骤s310的状态至温度模拟单元进入稳定工作状态，所需的时间为t1；步骤s350中保持第一介质通道内的第一介质按照实验第一模拟试验状态点的预定值供给状态至温度模拟单元进入稳定工作状态，所需的时间为t2；步骤s650中保持第一介质通道内的第一介质按照实验第n模拟试验状态点的预定值供给状态至温度模拟单元进入稳定工作状态，所需的时间为tn；

t1，t2和tn均按照温度模拟单元进入稳定工作状态计算公式确定；温度模拟单元进入稳定工作状态计算公式为：

式中：tx为温度模拟单元进入稳定工作状态的时间，单位为s；m为整个管体的质量，单位为kg，为已知量；cmp为管体的定压比热，单位为j/kg·k，为已知量；hh为管体内壁对流换热系数，单位为w/(m²·k)，为已知量；asi为整个管体的内壁面积，单位为m²，为已知量；mh为在第一介质通道内的第一介质的质量，单位为kg，为已知量；cph为第一介质的定压比热，单位为j/kg·k，为已知量；hc为管体外壁对流换热系数，单位为w/(m²·k)，为已知量；ase为整个管体的外壁面积，单位为m²，为已知量；mc为在第二介质通道内的第二介质的质量，单位为kg，为已知量；cpc为第二介质的定压比热，单位为j/kg·k，为已知量。

优选的，步骤s330根据第一模拟状态点中，第二介质通道出口的第二介质总温，第二介质通道内第二介质的质量，第二介质的定压比热，管体内壁对流换热系数，整个管体的内壁面积，第一介质通道内第一介质的质量，第一介质的定压比热，管体外壁对流换热系数，整个管体的外壁面积和第二介质通道入口的第二介质总温，确定第一介质的供给温度，此时，第一介质的供给温度为thi1；

步骤s630中，根据第n模拟状态点中，第二介质通道出口的第二介质总温，第二介质通道内第二介质的质量，第二介质的定压比热，管体内壁对流换热系数，整个管体的内壁面积，第一介质通道内第一介质的质量，第一介质的定压比热，管体外壁对流换热系数，整个管体的外壁面积和第二介质通道入口的第二介质总温，确定第一介质的供给温度，此时，第一介质的供给温度为thin；

thi1和thin均按照温度模拟单元热流输入温度公式确定；温度模拟单元热流输入温度公式为：

式中：

thix为第一介质的供给温度，单位为k；tco为第二介质通道出口的第二介质总温，单位为k，为已知量；mc为二介质通道内第二介质的质量，单位为kg，为已知量；cpc为第二介质的定压比热，单位为j/kg·k，为已知量；hh为管体内壁对流换热系数，单位为w/(m²·k)，为已知量；asi为整个管体的内壁面积，单位为m²，为已知量；mh为第一介质通道内第一介质的质量，单位为kg，为已知量；cph为第一介质的定压比热，单位为j/kg·k，为已知量；hc为管体外壁对流换热系数，单位为w/(m²·k)，为已知量；ase为整个管体的外壁面积，单位为m²，为已知量；tci为第二介质通道入口的第二介质总温，单位为k，为已知量。

优选的，进行发动机进气模拟试验时，被试发动机处于飞行高度环境压力下，可以采用抽气设备抽取模拟舱内的压力，优选，抽气设备为真空罐或引射器。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。