一种冲压发动机直连式高空模拟试验无轴向力进气系统的制作方法

本发明属于冲压发动机模拟试验领域，具体涉及一种冲压发动机直连式高空模拟试验无轴向力进气系统。

背景技术：

在火箭冲压发动机研制过程中，地面试验是非常重要的一个环节，只有通过地面试验，才能发现和解决研制中出现的关键技术问题，最后调出满足技术指标的发动机结构。开展地面试验时，需要向发动机进气道输送高温压缩空气，模拟高空飞行时发动机进气条件；进气结构连接上游供气设备和发动机进气道，供气时不能产生轴向推力，影响冲压发动机推力测量。

目前国内外冲压发动机地面试验采用的进气结构由于采用轴向进气、接触密封等结构，不可避免的产生作用在冲压发动机轴向的附加力，对发动机推力的准确测量带来影响。

技术实现要素：

为了克服背景技术中的不足，本发明公开了一种冲压发动机直连式高空模拟试验无轴向力进气系统，在冲压发动机进行直连式高空模拟试验时，满足冲压发动机进气要求，同时无轴向力的进气机构；以解决现有试验环境模拟系统在地面试验时产生作用在冲压发动机轴向的附加力，从而对发动机推力的准确测量带来影响的问题。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种冲压发动机直连式高空模拟试验无轴向力进气系统，包括试验平台、进气盲管支撑装置、无轴向力进气装置、集气室支撑装置和发动机推力测量台；所述的发动机推力测量台固定在试验平台上，无轴向力进气装置一端通过进气盲管支撑装置固定在试验平台上，另一端通过集气室支撑装置固定在发动机推力测量台是；所述的无轴向力进气装置本体由进气盲管、集气室内筒、集气室外壳和动密封装置组成；进气盲管是一个一端封闭的圆形管道，集气室内筒套在进气盲管的外部，集气室内筒的直径大于进气盲管的直径，集气室内筒安装在进气盲管两端的固定支架上，靠集气室内筒固定螺栓固定在一起；集气室外壳为中空的圆筒体结构，中空部位的内径与集气室内筒的外径相同，集气室外壳在集气室内筒的外部，通过焊接的方式将集气室外壳套在集气室内筒连接在一起，形成一个空腔，称为集气室；进气盲管、集气室内筒之间安装有动密封装置，动密封装置靠动密封装置固定螺栓固定在集气室内筒上；进气盲管进气端安装有进气口连接法兰，用来同供气装置连接在一起；集气室外壳排气端安装有排气口连接法兰，用于同发动机连接。

优选的，所述的进气盲管的中间部位局部加厚，在加厚部位开有大量蜂窝状通孔，通孔的深度和直径之比确保气体经通孔后的流动方向与进气盲管轴线垂直。

优选的，所述的集气室内筒对应进气盲管开孔位置也有大量蜂窝状通孔，通孔的深度和直径之比也确保气体经通孔后的流动方向与集气室内筒轴线垂直。

优选的，所述的集气室中部开有矩形贯穿窗口，来流盲管和集气室内筒穿过集气室，前后端均处在大气环境下，保证作用在集气室的静压力平衡。

优选的，所述的动密封装置由金属填料密封条、铜垫片、篦齿密封圈座、滚珠顶销、滚珠和篦齿结构组成；篦齿密封圈座设置在进气盲管和集气室内筒之间，篦齿密封圈座的两边设有安装滚珠顶销的通孔，滚珠顶销定出端与进气盲管之间设置滚珠，篦齿密封圈座的中部靠近进气盲管侧设有篦齿结构，篦齿密封圈座中部靠近集气室内筒侧设置有密封槽，密封槽内设置金属填料密封条和铜垫片。

优选的，所述的进气结构的支撑点布置在内、外筒轴线高度的水平对称位置，支撑装置保证内、外筒同轴，在受来流高温气体加热膨胀时，内、外筒环向间隙也能保持均匀，动密封结构有效。

由于采用如上所述的技术方案，本发明具有如下有益效果：

本发明提供的冲压发动机直连式高空模拟试验无轴向力进气装置，进气结构在保证向发动机提供高温压缩空气的同时，消除了进气产生的轴向力；设计紧凑合理，高温工作情况下可保证微量压缩空气泄漏；可适应多种冲压发动机试验要求，本结构显著提升了冲压发动机推力测量的精度和性能评定的不确定度，减少了发动机试验数量，缩短了产品研制周期。

附图说明

图1为本发明一种冲压发动机直连式高空模拟试验无轴向力进气系统示意图。

图2为本发明无轴向力进气装置示意图。

图3为本发明无轴向力进气装置剖面图。

图4为发明无轴向力进气装置静压力平衡示意图。

图5为件35的结构示意图。

图中：1、试验平台；2、进气盲管支撑装置；3、无轴向力进气装置；31、进气口连接法兰；32、进气盲管；33、集气室内筒；34、集气室外壳；35、动密封装置；351、金属填料密封条；352、铜垫片；353、篦齿密封圈座；354、滚珠顶销；355、滚珠；356、篦齿结构；36、排气口连接法兰；37、集气室内筒固定螺栓；38、动密封装置固定螺栓；4、集气室支撑装置；5、发动机推力测量台。

具体实施方式

通过下面的实施例可以详细的解释本发明，公开本发明的目的旨在保护本发明范围内的一切技术改进。

一种冲压发动机直连式高空模拟试验无轴向力进气系统，包括试验平台1、进气盲管支撑装置2、无轴向力进气装置3、集气室支撑装置4和发动机推力测量台5；所述的发动机推力测量台5固定在试验平台1上，无轴向力进气装置3 一端通过进气盲管支撑装置2固定在试验平台1上，另一端通过集气室支撑装置4固定在发动机推力测量台5上；所述的无轴向力进气装置3本体由进气盲管32、集气室内筒33、集气室外壳34和动密封装置35组成；进气盲管32是一个一端封闭的圆形管道，中间部位局部加厚，在加厚部位开有大量蜂窝状通孔；集气室内筒33套在进气盲管32的外部，集气室内筒33的直径大于进气盲管32的直径，集气室内筒33安装在进气盲管32两端的固定支架上，靠集气室内筒固定螺栓37固定在一起；集气室外壳34为中空的圆筒体结构，中空部位的直径与集气室内筒33的外径相同，集气室外壳34套在集气室内筒33的外部，通过焊接的方式将集气室外壳34在集气室内筒33连接在一起，形成一个空腔，称为集气室；进气盲管32、集气室内筒33之间安装有动密封装置35，动密封装置35靠动密封装置固定螺栓38固定在集气室内筒33上；进气盲管32进气端安装有进气口连接法兰31，用来同供气装置连接在一起；集气室外壳34排气端安装有排气口连接法兰36，用于同发动机连接。

所述的进气盲管32是一个一端封闭的圆形管道，中间部位局部加厚，在加厚部位开有大量蜂窝状通孔，通孔的深度和直径之比确保气体经通孔后的流动方向与进气盲管32轴线垂直。

所述的集气室内筒33对应进气盲管开孔位置也有大量蜂窝状通孔，通孔的深度和直径之比也确保气体经通孔后的流动方向与集气室内筒33轴线垂直。

所述的集气室中部开有矩形贯穿窗口，来流盲管和集气室内筒33穿过集气室，前后端均处在大气环境下，保证作用在集气室的静压力平衡。

所述的动密封装置35由金属填料密封条351、铜垫片352、篦齿密封圈座353、滚珠顶销354、滚珠组成355和篦齿结构356组成，所述的动密封装置35 由金属填料密封条351、铜垫片352、篦齿密封圈座353、滚珠顶销354、滚珠 355和篦齿结构356组成；篦齿密封圈座353设置在进气盲管32和集气室内筒 33之间，篦齿密封圈座353的两边设有安装滚珠顶销354的通孔，滚珠顶销354 定出端与进气盲管32之间设置滚珠355，篦齿密封圈座353的中部靠近进气盲管32侧设有篦齿结构356，篦齿密封圈座353中部靠近集气室内筒33侧设置有密封槽，密封槽内设置金属填料密封条351和铜垫片352。该装置密封性好，可有效减小内筒与来气管道之间的泄漏。

所述的进气结构的支撑点布置在内、外筒轴线高度的水平对称位置，支撑装置保证内、外筒同轴，在受来流高温气体加热膨胀时，内、外筒环向间隙也能保持均匀，动密封结构有效。

本发明未详述部分为现有技术。