一种发动机尾流温度场测量装置及方法与流程

本发明涉及航空发动机，尤其涉及一种发动机尾流温度场测量装置及方法。

背景技术：

1、发动机燃烧室出口温度场分布均匀性指标对于发动机安全至关重要，燃烧室出口温度分布不均匀会导致燃烧室后部流道内的涡轮高导、静叶或动叶等部件壁面温度不均，涡轮部件出现裂纹、局部烧蚀等问题，甚至会出现涡轮叶片烧蚀断裂出现发动机故障。由于燃烧室出口温度过高，直接在燃烧室出口或涡轮高压导向器位置布置温度测点难度较大，且高温环境下使得传感器的使用寿命降低，精确测量燃烧室出口温度以及准确分析温度场分布成为研究难点。

2、科研人员提出了多种非接触高温测量方法，通过寻求避开燃烧室出口或高压涡轮进口附近的高温区域，对涡轮后部次高温区域气流进行测量，分析测量数据后反演评估燃烧室温度场分布。但是，现有测试方法多是固定截面和固定点位测量，单次试验测得温度数据较少，由此构建的尾流温度场具有一定的局限性、精确性也不高。

3、因此，如何设计一种测量范围广、精确性高的发动机尾流温度场测量装置，是本领域亟待解决的重要问题之一。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种发动机尾流温度场测量装置及方法，以解决现有技术中的测量范围局限且测量精确性低的问题。

2、本发明提供了一种发动机尾流温度场测量装置，包括第一支撑组件、第二支撑组件、第三支撑组件、测量支撑件、第一测量件、第二测量件、驱动杆、多个温度传感器和控制器，控制器分别与第一支撑组件、第二支撑组件、第三支撑组件、第一测量件、第二测量件、驱动杆和每个温度传感器电连接，测量支撑件分别与第一支撑组件和第二支撑组件固定连接，驱动杆的驱动端与第三支撑组件连接，驱动杆的输出端与测量支撑件的几何中心重叠，驱动杆的输出端分别与第一测量件和第二测量件连接，驱动杆分别驱动第一测量件和第二测量件围绕测量支撑件的几何中心转动，多个温度传感器沿着垂直测量支撑件的轴向方向分别设在第一测量件和第二测量件内，第一测量件和第二测量件均用于测量发动机尾流温度。

3、优选的，测量支撑件为环状测量支撑件。

4、优选的，测量支撑件还包括第一限位件、第二限位件、外环和中心支撑环，中心支撑环套接在驱动杆的输出端，第一限位件的一端与中心支撑环固定连接，第二限位件的一端与中心支撑环固定连接，第一限位件的另一端和第二限位件的另一端均与外环滑动连接。

5、优选的，测量支撑件的几何中心与发动机尾喷管的几何中心位于同一条轴线上。

6、优选的，驱动杆分别驱动第一测量件和第二测量件围绕测量支撑件的几何中心旋转180°。

7、优选的，第一支撑组件、第二支撑组件第三支撑组件分别沿着发动机的顺航方向移动。

8、优选的，第一支撑组件包括第一驱动机构、第一支撑件、第二支撑件和第一固定件，第一驱动机构设在第一支撑件的滑动端，第二支撑件与第一支撑件的伸缩端连接，第一固定件设在第二支撑件上，第一固定件用于固定测量支撑件。

9、优选的，第二支撑组件包括第二驱动机构、第三支撑件、第四支撑件和第二固定件，第二驱动机构设在第三支撑件的滑动端，第四支撑件与第三支撑件的伸缩端连接，第二固定件设在第四支撑件上，第二固定件用于固定测量支撑件。

10、优选的，第二支撑件和第四支撑件均具有调节件，调节件分别套设在第二支撑件的连接端和第四支撑件的连接端。

11、一种发动机尾流温度场测量方法，应用于上述的发动机尾流温度场测量装置，发动机尾流温度场测量方法包括：

12、基于发动机的尾喷管的几何中心确定测量支撑件的位置参数；

13、基于测量支撑件的位置参数分别调节第一支撑组件、第二支撑组件和第三支撑组件，确定第一支撑组件、第二支撑组件和第三支撑组件的位置参数；

14、控制器控制驱动杆工作，驱动杆分别驱动第一测量件转动和第二测量件转动，第一测量件和第二测量件均用于测量发动机尾流温度。

15、与现有技术相比，本发明提供的发动机尾流温度场测量装置，控制器分别与第一支撑组件、第二支撑组件、第三支撑组件、第一测量件、第二测量件、驱动杆和多个温度传感器电连接，测量支撑件分别与第一支撑组件和第二支撑组件固定连接，驱动杆的驱动端与第三支撑组件连接，驱动杆的输出端与测量支撑件的几何中心重叠，驱动杆的输出端分别与第一测量件和第二测量件连接，驱动杆分别驱动第一测量件和第二测量件围绕测量支撑件的几何中心转动，基于此，多个温度传感器沿着垂直测量支撑件的轴向方向分别设在第一测量件和第二测量件内，在第一测量件转动和第二测量件转动时可以获取到同一温度截面的数百点位甚至更多点位温度测量参数，同时，第一支撑组件和第二支撑组件可以带动测量支撑件移动，可以实现对发动机尾流温度场不同段的温度测量，获取到不同维度温度参数，从而使得上述发动机尾流温度场测量装置可以获取发动机尾流温度场不同截面和不同维度的温度参数，增大了对发动机尾流温度场的测量范围，同时，基于获取的发动机尾流温度场不同截面和不同维度的温度参数，使得发动机尾流温度场测量更加精准，有效解决了现有技术中的测量范围局限且测量精确性低的问题。

16、在此基础上，本发明还提供一种发动机尾流温度场测量方法，包括上述发动机尾流温度场测量装置，与现有技术相比，本发明提供的发动机尾流温度场测量方法的有益效果与上述技术方案所述发动机尾流温度场测量装置的有益效果相同，此处不做赘述。

技术特征：

1.一种发动机尾流温度场测量装置，其特征在于，包括第一支撑组件、第二支撑组件、第三支撑组件、测量支撑件、第一测量件、第二测量件、驱动杆、多个温度传感器和控制器，所述控制器分别与所述第一支撑组件、所述第二支撑组件、所述第三支撑组件、所述第一测量件、所述第二测量件、所述驱动杆和多个所述温度传感器电连接，所述测量支撑件分别与所述第一支撑组件和所述第二支撑组件固定连接，所述驱动杆的驱动端与所述第三支撑组件连接，所述驱动杆的输出端与所述测量支撑件的几何中心重叠，所述驱动杆的输出端分别与所述第一测量件和所述第二测量件连接，所述驱动杆分别驱动所述第一测量件和所述第二测量件围绕所述测量支撑件的几何中心转动，多个所述温度传感器沿着垂直所述测量支撑件的轴向方向分别设在所述第一测量件和所述第二测量件内，所述第一测量件和所述第二测量件均用于测量发动机尾流温度。

2.根据权利要求1所述的发动机尾流温度场测量装置，其特征在于，所述测量支撑件为环状测量支撑件。

3.根据权利要求2所述的发动机尾流温度场测量装置，其特征在于，所述测量支撑件还包括第一限位件、第二限位件、外环和中心支撑环，所述中心支撑环套接在所述驱动杆的输出端，所述第一限位件的一端与所述中心支撑环固定连接，所述第二限位件的一端与所述中心支撑环固定连接，所述第一限位件的另一端和所述第二限位件的另一端均与所述外环滑动连接。

4.根据权利要求1所述的发动机尾流温度场测量装置，其特征在于，所述测量支撑件的几何中心与发动机尾喷管的几何中心位于同一条轴线上。

5.根据权利要求1所述的发动机尾流温度场测量装置，其特征在于，所述驱动杆分别驱动所述第一测量件和所述第二测量件围绕所述测量支撑件的几何中心旋转180°。

6.根据权利要求1所述的发动机尾流温度场测量装置，其特征在于，所述第一支撑组件、所述第二支撑组件所述第三支撑组件分别沿着发动机的顺航方向移动。

7.根据权利要求1所述的发动机尾流温度场测量装置，其特征在于，所述第一支撑组件包括第一驱动机构、第一支撑件、第二支撑件和第一固定件，所述第一驱动机构设在所述第一支撑件的滑动端，所述第二支撑件与所述第一支撑件的伸缩端连接，所述第一固定件设在所述第二支撑件上，所述第一固定件用于固定所述测量支撑件。

8.根据权利要求7所述的发动机尾流温度场测量装置，其特征在于，所述第二支撑组件包括第二驱动机构、第三支撑件、第四支撑件和第二固定件，所述第二驱动机构设在所述第三支撑件的滑动端，所述第四支撑件与所述第三支撑件的伸缩端连接，所述第二固定件设在所述第四支撑件上，所述第二固定件用于固定所述测量支撑件。

9.根据权利要求8所述的发动机尾流温度场测量装置，其特征在于，所述第二支撑件和所述第四支撑件均具有调节件，所述调节件分别套设在所述第二支撑件的连接端和所述第四支撑件的连接端。

10.一种发动机尾流温度场测量方法，其特征在于，应用于权利要求1～9任一项所述的发动机尾流温度场测量装置，所述发动机尾流温度场测量方法包括：

技术总结
本发明公开一种发动机尾流温度场测量装置及方法，以解决现有技术中的测量范围局限且测量精确性低的问题。发动机尾流温度场测量装置，包括第一支撑组件、第二支撑组件、第三支撑组件、测量支撑件、第一测量件、第二测量件、驱动杆、多个温度传感器和控制器，控制器分别与第一支撑组件、第二支撑组件、第三支撑组件、第一测量件、第二测量件、驱动杆和每个温度传感器电连接，测量支撑件分别与第一支撑组件和第二支撑组件固定连接，驱动杆的驱动端与第三支撑组件连接，驱动杆的输出端与测量支撑件的几何中心重叠，驱动杆的输出端分别与第一测量件和第二测量件连接。本发明提供的发动机尾流温度场测量装置及方法用于测量发动机尾流场的温度。

技术研发人员：刘金超,王翔宇,吴雨婷,陈前景,庄昕伟,肖翼,罗斌,贾志刚,杨殿成
受保护的技术使用者：中国航空发动机研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/3/24