CN104155042A - 自由射流试验发动机推力测量装置 - Google Patents
自由射流试验发动机推力测量装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104155042A CN104155042A CN201410366338.9A CN201410366338A CN104155042A CN 104155042 A CN104155042 A CN 104155042A CN 201410366338 A CN201410366338 A CN 201410366338A CN 104155042 A CN104155042 A CN 104155042A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- frame
- connecting rod
- elasticity connecting
- engine
- free jet
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
- Testing Of Engines (AREA)
Abstract
本发明属于航空、航天技术领域,具体涉及一种自由射流试验发动机推力测量装置。该装置包括动架、定架、用于测量的测量发动机轴向力的轴向弹性连杆以及用于测量待测量发动机升力的纵向弹性连杆;通过该装置可实现发动机整机自由射流试验时发动机轴向力、升力以及俯仰力矩的测量。
Description
技术领域
本发明属于航空、航天技术领域,涉及一种用于航天发动机试验的装置,具体涉及一种自由射流试验发动机推力测量装置。
背景技术
目前国内外普遍采用地面自由射流试验的方法获得吸气式动力发动机的总体性能,其中推力参数是表征发动机性能的重要参数之一。因此吸气式动力发动机推力测量技术显得至关重要。
自由射流试验中,高总温高马赫数气流流经试验段,其中一部分进入发动机燃烧室,为了保证风洞顺利启动,试验件投影面积一般不大于试验段面积的20%,即阻塞比小于20%。
目前传统火箭发动机推力架采用测量传感器与发动机轴线同轴布置,若采用该测量方式会直接影响发动机进气,并且阻塞比较大。由于在进行发动机自由射流试验的过程中发动机会产生两个方向的分力以及一个力矩,分别是发动机本体的轴向推力、垂直于轴向推力的升力以及俯仰力矩,但是上述现有的测量装置只能测量发动机轴向推力,显然这种测量方式不适合发动机自由射流试验。
随着吸气式发动机研究的深入开展,需要对整机自由射流试验并对发动机推力进行测量,为了适应发动机研制需要,需研制全新的推力测量台架获取发动机推力参数。
发明内容
为了解决背景技术中的问题,本发明提出一种满足自由射流试验过程中可同时测量发动机轴向推力、升力以及俯仰力矩的自由射流试验发动机推力测量装置。
本发明的具体技术方案是:
一种自由射流试验发动机推力测量装置,其特征在于:包括按照待测量发动机升力方向依次连接的定架、纵向弹性连杆以及动架;
所述动架是由垂直架以及水平架组成;所述垂直架的上端面安装待测量发动机,下端面与水平架固定连接;所述水平架与定架保持平行;所述纵向弹性连杆有多组且均匀布置在水平架与定架之间;
按照待测量发动机轴向力方向依次设置的轴向弹性连杆以及承力座;
所述承力座固定安装在定架上;所述轴向弹性连杆有一组;所述轴向弹性连杆一端与垂直架连接,另一端与承力座连接;所述承力座与轴向弹性连杆的连接面与水平架与轴向弹性连杆的连接面相互平行;
所述轴向弹性连杆包括一对弹性铰链以及安装在两个弹性铰链之间力传感器;
所述纵向弹性连杆与轴向弹性连杆结构相同。
上述测量装置还包括用于限制动架移动的锁紧机构;所述锁紧机构包括分别设置在垂直架两侧的多个锥顶组件;所述锥顶组件包括驱动装置、设置在驱动装置固定端的固定座以及设置在驱动装置活动端的锥顶;所述固定座与定架固定连接。
上述垂直架上设置有锥孔;所述锥孔的数量和锥顶的数量一致;所述锥孔的位置与锥顶的位置一一对应。
上述定架、垂直架以及水平架均采用钢架结构,且形状为矩形。
上述驱动装置采用液压缸驱动。
本发明的优点在于:
1、本发明采用轴向弹性连杆以及纵向弹性连杆,实现了自由射流试验时整机全尺寸发动机的轴向力、升力以及俯仰力矩的测量,使得试验效果大大提升。
2、本发明的轴向弹性连杆和纵向弹性连杆均采用弹性铰链和力传感器组合结构,力的机械分解效果好,有较高的失稳临界载荷。有效地减小其他分量力和力矩对测量分量的干扰,将所关心测量分量传递到相应方向的力传感器。
3、本发明中在动架两侧设置锁紧机构,避免了试验时开机或者停机时冲击载荷较大给动架、传感器以及弹性铰链造成的冲击损坏。
附图说明
图1为本发明的结构简图。
附图标记如下:
1-动架、11-垂直架、111-锥孔、12-水平架、2-定架、3-轴向弹性连杆、31-弹性铰链、32-力传感器、4-纵向弹性连杆、5-待测量发动机主体、6-锁紧机构、61-锥顶组件、611-缸体、612-固定座、613-锥顶、7-承力座。
具体实施方式
本发明在进行对航天发动机进行自由射流试验时,由于常规的测量装置仅仅只能测量发动机轴向推力,现设计了一种可同时测量发动机轴向推力、升力以及俯仰力矩的测量装置。
以下通过附图1,对本发明的装置进行描述:
注:图中Fx为待测量发动机的轴向力,Fy代表待测量发动机的升力,Mz为待测量发动机的俯仰力矩。
该测量装置包括按照待测量发动机升力方向依次连接的定架2、纵向弹性连杆4以及动架1;
具体是:动架1是由垂直架11以及水平架12组成;垂直架11的上端面安装待测量发动机5,下端面与水平架12固定连接;水平架11与定架2保持平行;纵向弹性连杆4有4组且均匀布置在水平架12与定架2之间;
按照待测量发动机轴向力方向依次设置的轴向弹性连杆3以及承力座7;
具体是:承力座7固定安装在定架2上;轴向弹性连杆3有一组;该轴向弹性连杆3一端与水平架12连接,另一端与承力座7连接;承力座7与轴向弹性连杆3的连接面与水平架12与轴向弹性连杆3的连接面相互平行;
轴向弹性连杆3包括一对弹性铰链31以及安装在两个弹性铰链之间力传感器32;
纵向弹性连杆4与轴向弹性连杆3结构相同,每一组纵向弹性连杆也包括一对弹性铰链31以及安装在两个弹性铰链31之间的力传感器32。
特别的还有:该装置中定架2、垂直架11、水平架12均为矩形并且全部采用钢框架结构,以型钢构建骨架,在保证刚度的前提下减小质量,达到刚度和质量的良好匹配;
特别之处还在于:由于试验时风洞的启动和停车时冲击载荷较大,通常是稳定状态的数倍。因此为了保证动架1、弹性铰链31、力传感器32在冲击载荷下不被破坏,该测量装置还包括用于限制动架移动的锁紧机构6;
该锁紧机构6包括分别设置在垂直架11两侧的多个锥顶组件61;锥顶组件61包括驱动装置611、设置在驱动装置611固定端的固定座612以及设置在驱动装置611活动端的锥顶613;固定座612与定架2固定连接。
进一步的来说,为了确保锁紧机构的锁紧更加可靠、安全,本发明还在垂直架11上设置有锥孔111;锥孔111的数量和锥顶613的数量一致;锥孔111的位置与锥顶613的位置一一对应。
由于锁紧机构在工作时承受的载荷很大,因此,驱动装置采用液压的方式驱动锥顶工作,并且可以承受轴向载荷和径向剪切载荷(实际上该驱动装置还可以采用气缸的方式或者机械转动的方式)。
根据上述对装置结构的描述,现对该装置的实际应用进行描述:
自由射流试验时,发动机产生轴向推力、升力以及俯仰力矩三个分量;通过动架将发动机综合受力传递给轴向弹性连杆和纵向推力连杆,通过对推力测量装置静态标定可以得到轴向推力、升力以及俯仰力矩用上述5个测量传感器输出值表示的关系式,根据力传感器数值计算当前发动机的轴向推力、升力以及俯仰力矩的大小。
试验时,风洞启动或停止时产生瞬时力很大,可能会对测量装置造成损坏,因此当风洞启动或停止之前,需要用油压顶出的锥顶组件上的锥顶,使其插入动架垂直架上的锥孔,使动架和定架连接锁死,形成刚性连接,承受启动/停车时不稳定的冲击载荷。待流场稳定后,锁紧机构可进行解锁将锥顶退出锥孔即可。
Claims (5)
1.一种自由射流试验发动机推力测量装置,其特征在于:包括按照待测量发动机升力方向依次连接的定架、纵向弹性连杆以及动架;
所述动架是由垂直架以及水平架组成;所述垂直架的上端面安装待测量发动机,下端面与水平架固定连接;所述水平架与定架保持平行;所述纵向弹性连杆有多组且均匀布置在水平架与定架之间;
按照待测量发动机轴向力方向依次设置的轴向弹性连杆以及承力座;
所述承力座固定安装在定架上;所述轴向弹性连杆有一组;所述轴向弹性连杆一端与垂直架连接,另一端与承力座连接;所述承力座与轴向弹性连杆的连接面与水平架与轴向弹性连杆的连接面相互平行;
所述轴向弹性连杆包括一对弹性铰链以及安装在两个弹性铰链之间力传感器;
所述纵向弹性连杆与轴向弹性连杆结构相同。
2.根据权利要求1所述的自由射流试验发动机推力测量装置,其特征在于:所述测量装置还包括用于限制动架移动的锁紧机构;所述锁紧机构包括分别设置在垂直架两侧的多个锥顶组件;所述锥顶组件包括驱动装置、设置在驱动装置固定端的固定座以及设置在驱动装置活动端的锥顶;所述固定座与定架固定连接。
3.根据权利要求2所述的自由射流试验发动机推力测量装置,其特征在于:所述垂直架上设置有锥孔;所述锥孔的数量和锥顶的数量一致;所述锥孔的位置与锥顶的位置一一对应。
4.根据权利要求1或2或3所述的自由射流试验发动机推力测量装置,其特征在于:所述定架、垂直架以及水平架均采用钢架结构,且形状为矩形。
5.根据权利要求4所述的自由射流试验发动机推力测量装置,其特征在于:所述驱动装置采用液压缸驱动。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201410366338.9A CN104155042B (zh) | 2014-07-29 | 2014-07-29 | 自由射流试验发动机推力测量装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201410366338.9A CN104155042B (zh) | 2014-07-29 | 2014-07-29 | 自由射流试验发动机推力测量装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN104155042A true CN104155042A (zh) | 2014-11-19 |
CN104155042B CN104155042B (zh) | 2017-01-25 |
Family
ID=51880604
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201410366338.9A Active CN104155042B (zh) | 2014-07-29 | 2014-07-29 | 自由射流试验发动机推力测量装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN104155042B (zh) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105043625A (zh) * | 2015-06-29 | 2015-11-11 | 西安航天动力测控技术研究所 | 应用于固体冲压发动机自由射流试验的推力测量装置 |
CN106197791A (zh) * | 2015-05-06 | 2016-12-07 | 上海新力动力设备研究所 | 一种用于固体姿轨控发动机的射流阀测力装置 |
CN108593300A (zh) * | 2018-06-20 | 2018-09-28 | 湖北三江航天江河化工科技有限公司 | 一种姿控发动机测试设备 |
CN109357884A (zh) * | 2018-10-23 | 2019-02-19 | 南京理工大学 | 一种头部进气固体燃料冲压发动机推力测量装置 |
CN109764989A (zh) * | 2018-11-02 | 2019-05-17 | 北京航空航天大学 | 可自锁定与标定的推力架 |
CN111551340A (zh) * | 2020-05-22 | 2020-08-18 | 中国科学院力学研究所 | 一种用于自由射流风洞试验模型气动力的测量调节装置 |
CN112362231A (zh) * | 2020-11-13 | 2021-02-12 | 西安航天动力试验技术研究所 | 一种用于三分量测力装置的原位加载校验系统及方法 |
CN114923617A (zh) * | 2022-07-21 | 2022-08-19 | 中国航发四川燃气涡轮研究院 | 一种发动机升力测量装置 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101655402A (zh) * | 2009-08-31 | 2010-02-24 | 重庆长安汽车股份有限公司 | 一种测试发动机连杆螺栓预紧力的方法及其专用工具 |
CN102175277A (zh) * | 2010-12-30 | 2011-09-07 | 清华大学 | 加载器柔性悬挂及力感装置 |
CN202041381U (zh) * | 2010-12-25 | 2011-11-16 | 奇瑞汽车股份有限公司 | 一种发动机支架 |
CN102564670A (zh) * | 2011-12-21 | 2012-07-11 | 江苏国艾电气有限公司 | 高压开关动静触头压力测量装置 |
CN102818671A (zh) * | 2012-08-16 | 2012-12-12 | 北京航空航天大学 | 一种高精度的液体或气体火箭发动机推力台架 |
CN103630285A (zh) * | 2013-12-13 | 2014-03-12 | 中国航天空气动力技术研究院 | 临近空间飞行器rcs喷流干扰力与干扰力矩测量装置 |
CN204241143U (zh) * | 2014-07-29 | 2015-04-01 | 西安航天动力试验技术研究所 | 自由射流试验发动机推力测量装置 |
-
2014
- 2014-07-29 CN CN201410366338.9A patent/CN104155042B/zh active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101655402A (zh) * | 2009-08-31 | 2010-02-24 | 重庆长安汽车股份有限公司 | 一种测试发动机连杆螺栓预紧力的方法及其专用工具 |
CN202041381U (zh) * | 2010-12-25 | 2011-11-16 | 奇瑞汽车股份有限公司 | 一种发动机支架 |
CN102175277A (zh) * | 2010-12-30 | 2011-09-07 | 清华大学 | 加载器柔性悬挂及力感装置 |
CN102564670A (zh) * | 2011-12-21 | 2012-07-11 | 江苏国艾电气有限公司 | 高压开关动静触头压力测量装置 |
CN102818671A (zh) * | 2012-08-16 | 2012-12-12 | 北京航空航天大学 | 一种高精度的液体或气体火箭发动机推力台架 |
CN103630285A (zh) * | 2013-12-13 | 2014-03-12 | 中国航天空气动力技术研究院 | 临近空间飞行器rcs喷流干扰力与干扰力矩测量装置 |
CN204241143U (zh) * | 2014-07-29 | 2015-04-01 | 西安航天动力试验技术研究所 | 自由射流试验发动机推力测量装置 |
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106197791A (zh) * | 2015-05-06 | 2016-12-07 | 上海新力动力设备研究所 | 一种用于固体姿轨控发动机的射流阀测力装置 |
CN106197791B (zh) * | 2015-05-06 | 2018-12-28 | 上海新力动力设备研究所 | 一种用于固体姿轨控发动机的射流阀测力装置 |
CN105043625A (zh) * | 2015-06-29 | 2015-11-11 | 西安航天动力测控技术研究所 | 应用于固体冲压发动机自由射流试验的推力测量装置 |
CN105043625B (zh) * | 2015-06-29 | 2018-08-10 | 西安航天动力测控技术研究所 | 应用于固体冲压发动机自由射流试验的推力测量装置 |
CN108593300A (zh) * | 2018-06-20 | 2018-09-28 | 湖北三江航天江河化工科技有限公司 | 一种姿控发动机测试设备 |
CN109357884A (zh) * | 2018-10-23 | 2019-02-19 | 南京理工大学 | 一种头部进气固体燃料冲压发动机推力测量装置 |
CN109357884B (zh) * | 2018-10-23 | 2020-06-05 | 南京理工大学 | 一种头部进气固体燃料冲压发动机推力测量装置 |
CN109764989A (zh) * | 2018-11-02 | 2019-05-17 | 北京航空航天大学 | 可自锁定与标定的推力架 |
CN111551340A (zh) * | 2020-05-22 | 2020-08-18 | 中国科学院力学研究所 | 一种用于自由射流风洞试验模型气动力的测量调节装置 |
CN112362231A (zh) * | 2020-11-13 | 2021-02-12 | 西安航天动力试验技术研究所 | 一种用于三分量测力装置的原位加载校验系统及方法 |
CN112362231B (zh) * | 2020-11-13 | 2022-08-05 | 西安航天动力试验技术研究所 | 一种用于三分量测力装置的原位加载校验系统及方法 |
CN114923617A (zh) * | 2022-07-21 | 2022-08-19 | 中国航发四川燃气涡轮研究院 | 一种发动机升力测量装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN104155042B (zh) | 2017-01-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN104155042A (zh) | 自由射流试验发动机推力测量装置 | |
CN102556363B (zh) | 伺服电机式起落架收放随动加载系统及其加载方法 | |
CN103033374B (zh) | 一种盾构隧道纵向结构模型试验装置 | |
CN102393304B (zh) | 一种用于固体火箭发动机静止试验滑筒式中心架 | |
CN104697761B (zh) | 一种可动翼面的随动加载方法 | |
CN204241143U (zh) | 自由射流试验发动机推力测量装置 | |
CN103123292A (zh) | 折叠翼气动加载展开实验装置 | |
CN104443430B (zh) | 折叠舵面展开测试装置 | |
CN203011609U (zh) | 一种用于超声速风洞的流场压力校测装置 | |
CN204831774U (zh) | 一种加载装置 | |
CN103790895A (zh) | 液压缸侧向力试验装置 | |
CN102494908A (zh) | 飞机起落架收放的伺服电机气动载荷模拟装置 | |
CN107966265B (zh) | 一种用于高超声速风洞俯仰偏航强迫振动动导数试验装置 | |
CN106275502A (zh) | 一种起落架试验加载假轮 | |
CN102182695A (zh) | 泵轴向力测试仪 | |
CN102680151B (zh) | 锚杆杆体扭矩试验装置及试验方法 | |
CN103698073B (zh) | 一种形状记忆合金管接头紧固压力测试装置及其测试方法 | |
CN102808760A (zh) | 三级流体动压机械密封测试装置 | |
CN109060291B (zh) | 用于短钝外形飞行器俯仰方向低频振动动导数角度测量及试验装置 | |
CN206002292U (zh) | 一种安装节拉杆推力加载装置 | |
CN106057059B (zh) | 一种航天筒壳轴压实验加载工装系统 | |
CN203479530U (zh) | 一种镶嵌直线轴承的筒式动架 | |
CN111337340B (zh) | 一种侧边简支的长桁截止端试验件构型的测试装置 | |
CN210802752U (zh) | 一种超音速发动机试验台进气推力测量装置 | |
CN202732307U (zh) | 三级流体动压机械密封测试装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant |