燃烧室水冷壁面上测温测压装置及其加工方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及航空航天主动引射高空模拟试验系统领域，特别是涉及一种冷却燃烧室测温测压装置及其加工方法。
【背景技术】
[0002]空气加热器是超声速飞行器或高超声速飞行器重要的地面设备之一，主要用来模拟较极端的高空物理环境。空气加热器工作原理是通过氧气、酒精并混合空气进行燃烧，在燃烧室中生成高温、高压燃气，经过喉部后高温燃气达到设计的马赫数(马赫数范围一般在Ma3.5?7)，通过喷管喷出。燃烧室是空气加热器的关键部件之一。燃烧室结构一般分为三层，即内壁、加强夹层、外套。现有测温测压技术直接在空气加热器的燃烧室上打孔，由于燃烧室长期处于高温高压工况，采用冷却通道结构对燃烧室内壁面进行冷却，直接对燃烧室内壁打孔，会导致冷却通道流阻加大，同时测点孔冷却效果不佳，冷却介质易从测点孔泄露到燃烧室，测得的温度值、压力值也受到影响。
【发明内容】
[0003]为了克服上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种燃烧室水冷壁面上测温测压装置及其加工方法，在不影响测点区冷却效果及结构强度的情况下，准确测出温度值与压力值。
[0004]为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下:
[0005]一种燃烧室水冷壁面上测温测压装置，包括测压管、测温管、测温接嘴和测压接嘴，测温接嘴与测温管焊接为一体，测压接嘴与测压管焊接为一体，测温管穿过燃烧室内壁、燃烧室夹层中与测温管外径相等并且贯通的测温孔，分别与燃烧室内壁、燃烧室夹层焊接在一起；测压管穿过燃烧室内壁、燃烧室夹层中与测压管外径相等并且贯通的测压孔，分别与燃烧室内壁、燃烧室夹层焊接在一起，燃烧室内壁上的测温孔、测压孔位于积液腔内的测温区和测压区，积液腔是通过铣断燃烧室内壁上的过水通道之间的两条加强肋所形成；测压管、测温管分别穿过堵块上与测温管外径、测压管外径相等的测温孔和测压孔，并与堵块焊接在一起；堵块安装在燃烧室外套上与堵块形状匹配的空腔内并与空腔焊接在一起。
[0006]进一步地，所述积液腔为长方形结构，长度取值为50?120mm，宽度取值为10?60mmo
[0007]进一步地，所述测温区为具有弧度的鱼眼型结构，长度取值为25?30mm，宽度取值为15?18_ ;测压区为具有弧度的鱼眼型结构，长度取值为20?25_，宽度取值为11?15mm0
[0008]进一步地，所述测温管的外径取值为9?11mm，测压管的外径取值为6?8mm。
[0009]一种燃烧室水冷壁面上测温测压装置的加工方法，包括以下步骤:
[0010]第一步、对燃烧室内壁外表面进行精加工。
[0011 ] 第二步、在燃烧室内壁外表面上加工出过水通道，再铣断燃烧室内壁过水通道之间的两条加强肋形成积液腔，并在积液腔内加工出测温区、测压区。
[0012]第三步、在燃烧室内壁上的测温区、测压区内加工出分别与测温管外径、测压管外径相等的孔。
[0013]第四步、在燃烧室夹层上加工出分别与测温管外径、测压管外径相等的孔，分别与步骤三得到的孔对应贯通。
[0014]第五步、加工出堵块，并在其上加工出分别与测温管外径、测压管外径相等的孔，与步骤三和步骤四得到的孔对应贯通，形成测温通道和测压通道；在燃烧室外套上加工出与步骤五的堵块形状相匹配的空腔。
[0015]第六步、将测温管和测压管分别放置在测温通道和测压通道内；测温管、测压管与燃烧室内壁焊接在一起，再与燃烧室夹层焊接在一起。
[0016]第七步、将步骤五得到的加工有与测温管外径、测压管外径相等的孔的堵块穿过测温管、测压管后安装于步骤六得到的燃烧室外套上的空腔内；将堵块与测温管、测压管焊接在一起；再将堵块与燃烧室外套焊接在一起。
[0017]第八步、将测温接嘴和测压接嘴分别与测温管、测压管通过焊接在一起。
[0018]进一步地，所述步骤1中燃烧室内壁的外表面粗糙度< 6.3。
[0019]本发明的有益效果:
[0020]1.本发明在燃烧室内壁过水通道之间加工出积液腔、并在积液腔内加工出测温区、测压区，冷却介质流入积液腔汇流后绕过测温区、测压区流出，减少了冷却介质的流阻，同时不影响测点处附近内壁的冷却效果。
[0021]2.本发明将测温管、测压管与燃烧室内壁、燃烧室夹层焊接在一起，不影响燃烧室结构强度，避免了冷却介质从测点处泄露到燃烧室内及燃烧室夹层外。
【附图说明】
[0022]图1:燃烧室水冷壁面剖面示意图及测温、测压装置剖面示意图；
[0023]图2:燃烧室内壁外表面俯视图及鱼眼型结构示意图。
【具体实施方式】
[0024]下面结合附图和实施例对本发明的【具体实施方式】作进一步详细说明。
[0025]参照图1，本发明的优选实施例提供了一种燃烧室水冷壁面上测温测压装置，该燃烧室水冷壁面上测温测压装置包括测压管5、测温管8、测温接嘴7和测压接嘴6，测温接嘴7与测温管8焊接为一体，测压接嘴6与测压管5焊接为一体。
[0026]测温管8穿过燃烧室内壁1、燃烧室夹层2中与测温管8外径相等并且贯通的测温孔，分别与燃烧室内壁1、燃烧室夹层2焊接在一起；测压管5穿过燃烧室内壁1、燃烧室夹层2中与测压管5外径相等并且贯通的测压孔，分别与燃烧室内壁1、燃烧室夹层2焊接在一起。测温管的外径取值为9?11_，测压管的外径取值为6?8mm。测温管、测压管与燃烧室内壁、燃烧室夹层焊接在一起，不影响燃烧室结构强度，避免了冷却介质从测点处泄露到燃烧室内及燃烧室夹层外。
[0027]燃烧室内壁1上的测温孔、测压孔位于积液腔内的测温区和测压区，积液腔是通过铣断燃烧室内壁1上的过水通道之间的两条加强肋所形成。冷却介质从燃烧室内壁上的过水通道流入积液腔，汇流后绕过测温区、测压区流出，减少了冷却介质的流阻，同时不影响测点处附近内壁的冷却效果。参照图2，积液腔长度取值为50?120mm，宽度取值为10?60_。测温区为具有弧度的鱼眼型结构，长度取值为25?30_，宽度取值为15?18_ ;测压区为具有弧度的鱼眼型结构，长度取值为20?25_，宽度取值为11?15_。
[0028]测压管5、测温管8分别穿过堵块4上与测温管8外径、测压管5外径相等的测温孔和测压孔，并与堵块4焊接在一起；堵块4安装在燃烧室外套3上与堵块形状匹配的空腔内并与空腔焊接在一起。
[0029]下面对燃烧室水冷壁面上测温测压装置的加工方法进行了详细说明。
[0030]实施例1
[0031]一种燃烧室水冷壁面上测温测压装置的加工方法，包括以下步骤:
[0032]第一步、燃烧室内壁1外表面进行精加工，燃烧室内壁1的外表面粗糙度6.3。
[0033]第二步、首先在燃烧室内壁1外表面上通过数控铣床加工出过水通道，过水通道9深11mm，宽4mm ;再通过数控铣床铣断燃烧室内壁1上的过水通道9之间的两条加强肋11加工出积液腔10，积液腔10宽20mm，长75mm ;并在积液腔10内加工出鱼眼型测温区12、鱼眼型测压区13，鱼眼型测温区12宽15mm，长25mm，鱼眼型测压区13宽11mm，长20mmo
[0034]第三步、在燃烧室内壁鱼眼型测温区12、鱼眼型测压区13上加工出与外径为11mm的测温管8、外径为8mm的测压管5相等的测温孔、测压孔。
[0035]第四步、在燃烧室夹层2上加工与测温管8外径、测压管5外径相等的测温孔、测