CN111982957A - 用于测试导流器耐烧蚀性能的装置及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于测试导流器耐烧蚀性能的装置及其方法，该装置包括台架，所述台架的中部设置有燃气发生器，所述燃气发生器的正下方设置有导流器和用于支撑导流器的试验台，所述导流器上设置有若干个温度传感器；所述导流器的底部四周与试验台的顶部之间设置有若干个压力传感器，所述温度传感器和压力传感器的信号输出端分别与外界的控制中心的信号输入端连接，所述燃气发生器的控制信号输入端与控制中心的控制信号输出端连接。本发明用于测试导流器耐烧蚀性能的装置结构简单、使用方便，而且模拟真实度高、数据采集方便，能很好的满足测试需求。
Description
技术领域
本发明涉及导流器性能测试的技术领域，具体涉及一种用于测试导流器耐烧蚀性能的装置及其方法。
背景技术
随着航天事业和武器装备的迅速发展，各种产品发射时需要进行有效的高温高速气流的导流，对导流器的需求日益旺盛。发射过程中，燃气流中富含各种化学物质和固体颗粒，会对导流器产生严重冲击效应和烧蚀作用，同时车载导流器一般要求轻质化，因此采用密度低、强度好、耐烧蚀性的非金属的保护罩，该保护罩，能够在使用寿命达到之后进行快速的更换，以保障发射任务的需要。
如何测试非金属保护罩的耐烧蚀性能，对于优化设计、提高导流器的使用次数具有很重要的意义。采用仿真计算的方法进行流场计算，对实际情况的模拟不够真实，也很难计算出材料的烧蚀情况，而飞行试验成本太高。因此进行烧蚀试验，提供足够的数据来支撑导流器的可靠性判别，节省过度更换带来的浪费就很有必要了。
发明内容
本发明的目的在于克服上述背景技术的不足，提供一种用于测试导流器耐烧蚀性能的装置及其方法，该装置结构简单、使用方便，而且模拟真实度高、数据采集方便，能很好的满足测试需求。
为实现上述目的，本发明所设计的一种用于测试导流器耐烧蚀性能的装置，包括台架，所述台架的中部设置有燃气发生器，所述燃气发生器的正下方设置有导流器和用于支撑导流器的试验台，所述导流器上设置有若干个温度传感器；
所述导流器的底部四周与试验台的顶部之间设置有若干个压力传感器，所述温度传感器和压力传感器的信号输出端分别与外界的控制中心的信号输入端连接，所述燃气发生器的控制信号输入端与控制中心的控制信号输出端连接。
进一步地，所述导流器包括金属本体和覆盖在其上方的非金属保护罩，若干个所述温度传感器设置在非金属保护罩的底端面。
进一步地，所述非金属保护罩的竖向截面呈伞状结构。
进一步地，所述试验台的底部四个角处设置有调整垫铁，所述调整垫铁与地面相接触。
进一步地，所述台架的底部通过地脚螺栓与地面固定。
进一步地，所述燃气发生器的控制信号输入端通过第一传输线与控制中心的控制信号输出端连接；所述温度传感器的信号输出端通过第二传输线与控制中心的信号输入端连接；所述压力传感器的信号输出端与通过第三传输线与控制中心的信号输入端连接。
进一步地，所述第一传输线、第二传输线和第三传输线均向地面延伸并通过保护管套埋设在地面内。
本发明还提供一种利用上述的装置测试导流器耐烧蚀性能的方法，包括如下步骤：
1)在台架上安装燃气发生器，使其喷管垂直向下，接通第一传输线；
2)调整试验台的水平，并将其固定在地面上；
3)安装导流器，调整其位置处于喷管的正下方，然后测试压力传感器的信号直至正常，并接通第三传输线；
4)在导流器的非金属保护罩底面，按设定的位置安装若干个温度传感器，然后测试温度传感器的信号直至正常，并接通第二传输线；
5)检查各部件安全后进行试验，控制燃气发生器点火，燃气流对导流器进行冲刷烧蚀，同时记录温度传感器和压力传感器的数据；
6)试验结束后处理试验数据，对导流器进行烧蚀情况的检测。
更进一步地，所述步骤2)中，通过调节调整垫铁来调整试验台的水平。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
其一，本发明的整个试验装置简单可靠，操作方便，模拟真实度高、数据采集方便，能很好的满足测试需求。
其二，本发明的发生器安装台架可以调整高度，调节喷管到导流器的距离，适应不同产品的测试需求。
其三，本发明设计有压力传感器和温度传感器，可以检测燃气流总载荷及流场的温度分布，测试所得数据可与仿真计算的结果进行分析对比，便于改进优化。
其四，本发明可以根据实际发射的发动机参数进行装药，合理调节燃气发生器的工作时长，可以进行不同型号产品的发射实际烧蚀情况进行模拟，一次试验可以模拟多次飞行试验的结果。
其五，本发明可以真实的模拟发射时的气流烧蚀与冲刷，有利于非金属保护罩的性能验证。
附图说明
图1为一种用于测试导流器耐烧蚀性能的装置的结构示意图；
图2为图1中导流器的放大结构示意图。
图中：台架1、燃气发生器2、导流器3、金属本体3.1、非金属保护罩3.2、试验台4、温度传感器5、压力传感器6、第一传输线7.1、第二传输线7.2、第三传输线7.3、控制中心8、调整垫铁9、地脚螺栓10、保护管套11。
具体实施方式
下面结合实施案例详细说明本发明的实施情况，但它们并不构成对本发明的限定，仅作举例而已。同时通过说明本发明的优点将变得更加清楚和容易理解。
如图1和图2所示的一种用于测试导流器耐烧蚀性能的装置，包括台架1，台架1的中部设置有燃气发生器2，燃气发生器2的正下方设置有导流器3和用于支撑导流器3的试验台4，导流器3上设置有若干个温度传感器5；导流器3的底部四周与试验台4的顶部之间设置有若干个压力传感器6，温度传感器5和压力传感器6的信号输出端分别与外界的控制中心8的信号输入端连接，燃气发生器2的控制信号输入端与控制中心8的控制信号输出端连接。导流器3包括金属本体3.1和覆盖在其上方的非金属保护罩3.2，若干个温度传感器5设置在非金属保护罩3.2的底端面。述非金属保护罩3.2的竖向截面呈伞状结构。
上述技术方案中，试验台4的底部四个角处设置有调整垫铁9，调整垫铁9与地面相接触。台架1的底部通过地脚螺栓10与地面固定。燃气发生器2的控制信号输入端通过第一传输线7.1与控制中心8的控制信号输出端连接；温度传感器5的信号输出端通过第二传输线7.2与控制中心8的信号输入端连接；压力传感器6的信号输出端与通过第三传输线7.3与控制中心8的信号输入端连接。第一传输线7.1、第二传输线7.2和第三传输线7.3均向地面延伸并通过保护管套11埋设在地面内。
本发明还提供一种利用上述的装置测试导流器耐烧蚀性能的方法，包括如下步骤：
1)在台架1上安装燃气发生器2，使其喷管垂直向下，接通第一传输线7.1；
2)通过调节调整垫铁9来调整试验台4的水平，并将其试验台4固定在地面上；
3)安装导流器3，调整其位置处于喷管的正下方，然后测试压力传感器6的信号直至正常，并接通第三传输线7.3；
4)在导流器3的非金属保护罩3.2底面，按设定的位置安装若干个温度传感器5，然后测试温度传感器5的信号直至正常，并接通第二传输线7.2；
5)检查各部件安全后进行试验，控制燃气发生器2点火，燃气流对导流器3进行冲刷烧蚀，同时记录温度传感器5和压力传感器6的数据；
6)试验结束后处理试验数据，对导流器3进行烧蚀情况的检测。
本实施例采用某型号导流器进行烧蚀试验测试其非金属保护罩，一次试验，烧蚀总时长为12s，相当于6次发射，判断其使用寿命满足6次的要求，从实际使用情况来看，经过6次发射后，烧蚀情况结果与试验结果相吻合。
以上，仅为本发明的具体实施方式，应当指出，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭示的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内，其余未详细说明的为现有技术。
Claims (9)
1.一种用于测试导流器耐烧蚀性能的装置，其特征在于：包括台架(1)，所述台架(1)的中部设置有燃气发生器(2)，所述燃气发生器(2)的正下方设置有导流器(3)和用于支撑导流器(3)的试验台(4)，所述导流器(3)上设置有若干个温度传感器(5)；
所述导流器(3)的底部四周与试验台(4)的顶部之间设置有若干个压力传感器(6)，所述温度传感器(5)和压力传感器(6)的信号输出端分别与外界的控制中心(8)的信号输入端连接，所述燃气发生器(2)的控制信号输入端与控制中心(8)的控制信号输出端连接。
2.根据权利要求1所述的用于测试导流器耐烧蚀性能的装置，其特征在于：所述导流器(3)包括金属本体(3.1)和覆盖在其上方的非金属保护罩(3.2)，若干个所述温度传感器(5)设置在非金属保护罩(3.2)的底端面。
3.根据权利要求2所述的用于测试导流器耐烧蚀性能的装置，其特征在于：所述非金属保护罩(3.2)的竖向截面呈伞状结构。
4.根据权利要求1所述的用于测试导流器耐烧蚀性能的装置，其特征在于：所述试验台(4)的底部四个角处设置有调整垫铁(9)，所述调整垫铁(9)与地面相接触。
5.根据权利要求1所述的用于测试导流器耐烧蚀性能的装置，其特征在于：所述台架(1)的底部通过地脚螺栓(10)与地面固定。
6.根据权利要求1～5任一项所述的用于测试导流器耐烧蚀性能的装置，其特征在于：所述燃气发生器(2)的控制信号输入端通过第一传输线(7.1)与控制中心(8)的控制信号输出端连接；所述温度传感器(5)的信号输出端通过第二传输线(7.2)与控制中心(8)的信号输入端连接；所述压力传感器(6)的信号输出端与通过第三传输线(7.3)与控制中心(8)的信号输入端连接。
7.根据权利要求6所述的用于测试导流器耐烧蚀性能的装置，其特征在于：所述第一传输线(7.1)、第二传输线(7.2)和第三传输线(7.3)均向地面延伸并通过保护管套(11)埋设在地面内。
8.一种利用权利要求7所述的装置测试导流器耐烧蚀性能的方法，包括如下步骤：
1)在台架(1)上安装燃气发生器(2)，使其喷管垂直向下，接通第一传输线(7.1)；
2)调整试验台(4)的水平，并将其固定在地面上；
3)安装导流器(3)，调整其位置处于喷管的正下方，然后测试压力传感器(6)的信号直至正常，并接通第三传输线(7.3)；
4)在导流器(3)的非金属保护罩(3.2)底面，按设定的位置安装若干个温度传感器(5)，然后测试温度传感器(5)的信号直至正常，并接通第二传输线(7.2)；
5)检查各部件安全后进行试验，控制燃气发生器(2)点火，燃气流对导流器(3)进行冲刷烧蚀，同时记录温度传感器(5)和压力传感器(6)的数据；
6)试验结束后处理试验数据，对导流器(3)进行烧蚀情况的检测。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：所述步骤2)中，通过调节调整垫铁(9)来调整试验台(4)的水平。
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