CN107449582A - 一种模拟锤击波发生及试验系统 - Google Patents

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廖虹
赵振山
徐建东
马晓光
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Abstract

一种模拟锤击波发生及试验系统，包括三通装置、压力膜片、管路、阀门、高压腔体、流量计、动态数据采集系统和锤击波发生控制系统，在试验件出口连接三通装置，三通装置的第一出口连接压力膜片，三通装置的第二出口连接流量计，压力膜片通过管路与高压腔体连接，锤击波发生控制系统与阀门电信号连接，压力膜片处于关闭状态，气流通过三通装置进入流量计，动态采集系统采集试验件管道压力值，发生锤激波时，锤击波发生控制系统打开阀门，产生一个瞬间产生向上游移动压力波来模拟锤击波，完成后锤击波发生控制系统向风洞控制系统进行信号回应，结束试验。本系统结构简单，保证了试验件在要求流量下，模拟发生锤击波。

Description

一种模拟锤击波发生及试验系统
技术领域
本发明属于航空气动力技术领域，具体涉及一种模拟锤击波发生及试验系统。
背景技术
锤激波载荷主要与发动机涵道比和总增压比等参数密切相关。它关系到战斗机进气道是否能够承受住发动机喘振时产生的动态载荷冲击，即是否能够确保飞机在发动机喘振状态也能够安全飞行。对于尚未成熟发动机，尤其是新研发动机，喘振问题难以避免，因此飞机部门在进气道设计之初需要考虑发动机喘振产生的锤激波载荷问题。国外在上世纪60年代末遇到了锤激波载荷问题，飞机在科研试飞中由于发动机喘振导致主承力结构部件损伤，协和飞机在发动机喘振飞行试验过程中进气道被严重破坏。因此，从70年代就开始飞机锤激波载荷研究，并且将锤激波研究结果应用到以后的战斗机研制中。而国内对锤激波问题研究还处于起步阶段，目前无法准确获得锤激波载荷强度。为了确保全包线范围内飞机和发动机使用安全，迫切需要飞机部门和发动机部门共同完成进气道锤激波载荷研究。
发明内容
基于以上不足之处，本发明提供一种模拟锤击波发生及试验系统，用于模拟发动机喘振时压气机到燃烧室出现巨大压升，导致发动机与进气道之间形成压差而实现锤激波，并测量管道内锤激波载荷随时间变化历程，完成进气道锤击波载荷性能测试。
本发明所采用的技术如下：一种模拟锤击波发生及试验系统，包括三通装置、压力膜片、管路、阀门、高压腔体、流量计、动态数据采集系统和锤击波发生控制系统，动态数据采集系统、锤击波发生控制系统分别与风洞控制系统电信号连接，在试验件出口连接三通装置，三通装置的第一出口连接压力膜片，三通装置的第二出口连接流量计，压力膜片通过管路与高压腔体连接，锤击波发生控制系统与阀门电信号连接，正常试验过程中，压力膜片处于关闭状态，气流通过三通装置进入流量计，风洞控制系统在试验开始后控制动态采集系统进入工作状态进行数据记录，动态采集系统采集试验件管道压力值，风洞控制系统在试验件达到流场稳定且流量达到试验要求后向锤击波发生控制系统发送信号，锤击波发生控制系统进行模拟锤击试验，发生锤激波时，锤击波发生控制系统打开阀门，使高压腔体中的高压通过压力膜片在极短的时间内形成压差，产生一个瞬间产生向上游移动压力波来模拟锤击波，动作完成后锤击波发生控制系统向风洞控制系统进行信号回应，风洞控制系统结束试验。
本发明合理利用风洞及其控制系统，能够完成进气道锤击波载荷性能测试，解决了模拟进气道锤击波发生问题；本系统结构简单，保证了试验件在要求流量下，模拟发生锤击波。
附图说明
图1是一种模拟锤击波发生及试验系统。
其中，1-试验件、2-三通装置、3-压力膜片、4-管路、5-阀门、6-高压腔体、7-流量计，8-风洞控制系统、9-动态数据采集系统、10-锤击波发生控制系统。
具体实施方式
下面根据说明书附图举例对本发明做进一步说明：
实施例1
一种模拟锤击波发生及试验系统，包括三通装置2、压力膜片3、管路4、阀门5、高压腔体6、流量计7、动态数据采集系统9和锤击波发生控制系统10，动态数据采集系统9、锤击波发生控制系统10分别与风洞控制系统8电信号连接，在试验件1出口连接三通装置2，三通装置2的第一出口连接压力膜片3，三通装置2的第二出口连接流量计7，压力膜片3通过管路4与高压腔体6连接，锤击波发生控制系统与阀门5电信号连接，正常试验过程中，压力膜片3处于关闭状态，气流通过三通装置2进入流量计7，风洞控制系统8在试验开始后控制动态采集系统9进入工作状态进行数据记录，动态采集系统9采集试验件1管道压力值，风洞控制系统8在试验件1达到流场稳定且流量达到试验要求后向锤击波发生控制系统10发送信号，锤击波发生控制系统10进行模拟锤击试验，发生锤激波时，锤击波发生控制系统10打开阀门5，使高压腔体6中的高压通过压力膜片3在极短的时间内形成压差，产生一个瞬间产生向上游移动压力波来模拟锤击波，动作完成后锤击波发生控制系统10向风洞控制系统8进行信号回应，风洞控制系统8结束试验。测控系统保证了试验数据与风洞时间轴的统一，确保了模拟锤击波发生的准确有序。
本实施例模拟了发动机喘振时压气机到燃烧室出现巨大压升，导致发动机与进气道之间形成压差而实现锤激波发生系统，除了对结构进行了常规的刚度强度校核计算外，还预估了该结构下试验件周围流场情况，明确了三通对进气道锤击波周围流场无干扰。

Claims (1)

1.一种模拟锤击波发生及试验系统，包括三通装置(2)、压力膜片(3)、管路(4)、阀门(5)、高压腔体(6)、流量计(7)、动态数据采集系统(9)和锤击波发生控制系统(10)，动态数据采集系统(9)、锤击波发生控制系统(10)分别与风洞控制系统(8)电信号连接，其特征在于，在试验件(1)出口连接三通装置(2)，三通装置(2)的第一出口连接压力膜片(3)，三通装置(2)的第二出口连接流量计(7)，压力膜片(3)通过管路(4)与高压腔体(6)连接，锤击波发生控制系统与阀门(5)电信号连接，
正常试验过程中，压力膜片(3)处于关闭状态，气流通过三通装置(2)进入流量计(7)，风洞控制系统(8)在试验开始后控制动态采集系统(9)进入工作状态进行数据记录，动态采集系统(9)采集试验件(1)管道压力值，风洞控制系统(8)在试验件(1)达到流场稳定且流量达到试验要求后向锤击波发生控制系统(10)发送信号，锤击波发生控制系统(10)进行模拟锤击试验，发生锤激波时，锤击波发生控制系统(10)打开阀门(5)，使高压腔体(6)中的高压通过压力膜片(3)在极短的时间内形成压差，产生一个瞬间产生向上游移动压力波来模拟锤击波，动作完成后锤击波发生控制系统(10)向风洞控制系统(8)进行信号回应，风洞控制系统(8)结束试验。
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