CN112781827A - 一种应用于矢量喷管推力测量的通气支臂装置及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种应用于矢量喷管推力测量的通气支臂装置及应用，所述通气支臂装置包括模型支撑端、支臂主体段、支杆连接端和气源管路连接端，所述支臂主体段包括设置在模型支撑端下方的通气支臂流道、以及设置在通气支臂流道下方的通气支臂密封端，所述支杆连接端设置在通气支臂密封端的下方，所述气源管路连接端设置在通气支臂密封端的一侧。本发明提供的通气支臂装置具有结构强度高、密封性好和壁面气流阻塞等优点；同时，通气支臂流道与驻室相连通，驻室内的气流通过供气管路入口与喷管供气管路相连通，最终实现气源管路连接端对喷管供气管路的供气作用；通过通气支臂两端的模型支撑端和支杆连接端，实现支杆与模型转接段的连接支撑作用。
Description
技术领域
本发明涉及亚跨超风洞实验技术领域，尤其是涉及一种应用于矢量喷管推力测量的通气支臂装置及应用。
背景技术
矢量推力作为四代机发动机关键性能参数，对控制飞行器运行姿态、提高控制精度等具有重要意义。在航空发动机比冲计算时，高空模拟试验所测得的真空推力值是其重要计算参数。航空发动机矢量推力测试系统的测量结果为评价发动机的性能指标提供重要依据。另外，试验是评价发动机可靠性和寿命的唯一方法，是检验发动机能否定型及验收的唯一手段。因此航空发动机矢量推力测试技术一直以来是发动机测试领域所关注的重点。模型内部通气管路与支杆之间连接的通气支臂装置设计是双发推力矢量试验模型关键技术之一。首先该通气支臂装置要满足供气管路无干涉走管的要求，又要满足模型的支撑、连接间隙小、结构强度高等要求。
现今国内生产型风洞亚跨超风洞关于矢量喷管推力测量方面的研究较多，但是所涉及的推力矢量通气支臂存在结构复杂、安装不方便和供气湍流度高，并且供气管路面积偏小，超音速工况下容易引起气流壅塞；矢量喷管推力测量实验中，通气支臂不但需要对模型实现供气管路的通气需求和支杆与模型的固定连接，还要满足通气支臂拆装方便、通气面积大和支撑强度高等特点。通气支臂与支杆的连接在满足连接固定要求的同时，由于风洞启动时的冲击作用，还要满足支臂与支杆连接时的抗冲击作用；保证模型姿态在每次吹风时的稳定性。
因此提供一种能够为喷管模型提供低湍流度气体并具有支撑作用的通气支臂装置具有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种应用于矢量喷管推力测量的通气支臂装置及应用，能够为喷管模型提供低湍流度气体并具有支撑作用。
为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：
根据本发明实施例的第一方面，提供一种应用于矢量喷管推力测量的通气支臂装置，包括模型支撑端、支臂主体段、支杆连接端和气源管路连接端，所述支臂主体段包括设置在模型支撑端下方的通气支臂流道、以及设置在通气支臂流道下方的通气支臂密封端，所述支杆连接端设置在通气支臂密封端的下方，所述气源管路连接端设置在通气支臂密封端的一侧。
进一步的，所述模型支撑端包括驻室、驻室顶部开设的外罩连接段安装孔、驻室两侧开设的安装孔、以及设置在驻室上的密封端。
进一步的，所述的通气支臂装置还包括喷管供气管路，所述喷管供气管路穿设在驻室两侧开设的安装孔中。
进一步的，所述驻室上设有螺纹孔，固定螺栓穿过驻室上的螺纹孔将喷管供气管路固定在驻室中。
进一步的，所述的通气支臂装置还包括外罩连接段，该外罩连接段通过螺钉固定在模型支撑端顶部的外罩连接段安装孔中。
进一步的，所述的还包括分别设置在外罩连接段两端的整流罩前端和整流罩后端。
进一步的，支杆连接端、通气支臂流道、模型支撑端和通气支臂密封端一体成型。
进一步的，所述气源管路连接端焊接在通气支臂密封端上，且气源管路连接端连接的管路横截面面积大于通气支臂流道的横截面面积。
进一步的，所述支杆连接端上连接有支杆。
根据本发明实施例的第二方面，提供一种通气支臂装置在暂冲式亚跨超风洞中喷管推力测量风洞试验中的应用。
本发明实施例具有如下优点：本发明实施例提供一种应用于矢量喷管推力测量的通气支臂装置及应用，所述的通气支臂装置具有结构强度高、密封性好和壁面气流阻塞等优点；同时，通气支臂流道与驻室相连通，驻室内的气流通过供气管路入口与喷管供气管路相连通，最终实现气源管路连接端对喷管供气管路的供气作用；通过通气支臂两端的模型支撑端和支杆连接端，实现支杆与模型转接段的连接支撑作用。此外，本申请的通气支臂装置具有供气管路密封性好、连接间隙小、支撑强度高、拆卸方便等优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例1提供的一种应用于矢量喷管推力测量的通气支臂装置的主视图；
图2为图1中通气支臂装置的左视图；
图3为本发明实施例1提供的通气支臂装置与喷管供气管路的装配示意图；
图4为图3中通气支臂装置与喷管供气管路装配的左视图；
图5为本发明实施例1提供的通气支臂装置与喷管供气管路、模型装配示意图；
图6为本发明实施例1提供的通气支臂装置与模型、支杆的整体装配示意图；
附图标记说明：1-模型支撑端；2-支臂主体段；3-支杆连接端；4-气源管路连接端；5-密封端；6-外罩连接段安装孔；7-驻室；8-安装孔；9-通气支臂流道；10-固定螺栓；11-外罩连接段；12-供气管路入口；13-喷管供气管路；14-通气支臂密封端；15-整流罩后端；16-整流罩前端；17-支杆。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"竖直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，"多个"的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。此外，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明提供一种应用于矢量喷管推力测量的通气支臂装置，包括模型支撑端、支臂主体段、支杆连接端和气源管路连接端，所述支臂主体段包括设置在模型支撑端下方的通气支臂流道、以及设置在通气支臂流道下方的通气支臂密封端，所述支杆连接端设置在通气支臂密封端的下方，所述气源管路连接端设置在通气支臂密封端的一侧。
优选的，所述模型支撑端包括驻室、驻室顶部开设的外罩连接段安装孔、驻室两侧开设的安装孔、以及设置在驻室上的密封端。所述的通气支臂装置还包括喷管供气管路，所述喷管供气管路穿设在驻室两侧开设的安装孔中。所述驻室上设有螺纹孔，固定螺栓穿过驻室上的螺纹孔将喷管供气管路固定在驻室中。所述的通气支臂装置还包括外罩连接段，该外罩连接段通过螺钉固定在模型支撑端顶部的外罩连接段安装孔中。所述的通气支臂装置还包括分别设置在外罩连接段两端的整流罩前端和整流罩后端。
优选的，支杆连接端、通气支臂流道、模型支撑端和通气支臂密封端一体成型。
优选的，所述气源管路连接端焊接在通气支臂密封端上，且气源管路连接端连接的管路横截面面积大于通气支臂流道的横截面面积。
优选的，所述支杆连接端上连接有支杆。
此外，本申请还提供一种通气支臂装置在暂冲式亚跨超风洞中喷管推力测量风洞试验中的应用。
以下结合具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
如图1和图2所示，本实施例提供一种应用于矢量喷管推力测量的通气支臂装置，包括模型支撑端1、支臂主体段2、支杆连接端3和气源管路连接端4。其中，模型支撑端1由密封端5、外罩连接段安装孔6、驻室7、安装孔8、通气支臂流道9等部分组成。支臂主体段2由通气支臂流道9和通气支臂密封端14组成。其中，模型支撑端1中的密封端5与驻室7采用螺钉连接的方式进行配合。
如图3和图4所示，模型支撑端1的安装孔8与喷管供气管路13进行装配，并利用固定螺栓10进行压紧固定，从而实现对喷管供气管路13和其它机构的支撑作用。
如图5所示，驻室7与通气支臂流道9采用一体化加工的方式完成，保证了通气支臂流道9与驻室7相连通，驻室7内的气流通过供气管路入口12与喷管供气管路13相连通，具有结构强度高和密封性好等特点。
如图6所示，支杆连接端3利用柱销定位和螺钉固定的方式连接支臂主体段2与支杆17，该连接方式实现在受力的情况下保证支臂主体段2与支杆17的无间隙连接，并起到对喷管供气管路13的支撑和供气作用。
外罩连接段安装孔6便于驻室7和通气支臂流道9的加工，实现了模型支撑端1和支臂主体段2采用一体化加工的方式，确保了通气支臂装置的密封性和结构强度；外罩连接段安装孔6的凹槽设计可以实现模型支撑端1、整流罩前端16和整流罩后端15的连接密封作用。外罩连接段11的外部直径大于模型支撑端1的直径，用于实现外罩连接段11对整流罩前端16和整流罩后端15的安装支撑作用。
通气支臂装置的模型支撑端1与外罩连接段11通过外罩连接段安装孔6的方式进行配合，并通过螺钉进行固定连接，外罩连接段11通过螺钉的方式与整流罩前端16和整流罩后端15的连接，实现通气支臂装置对整流罩前端16和整流罩后端15的支撑作用。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种应用于矢量喷管推力测量的通气支臂装置，其特征在于：包括模型支撑端、支臂主体段、支杆连接端和气源管路连接端，所述支臂主体段包括设置在模型支撑端下方的通气支臂流道、以及设置在通气支臂流道下方的通气支臂密封端，所述支杆连接端设置在通气支臂密封端的下方，所述气源管路连接端设置在通气支臂密封端的一侧。
2.根据权利要求1所述的通气支臂装置，其特征在于：所述模型支撑端包括驻室、驻室顶部开设的外罩连接段安装孔、驻室两侧开设的安装孔、以及设置在驻室上的密封端。
3.根据权利要求2所述的通气支臂装置，其特征在于：还包括喷管供气管路，所述喷管供气管路穿设在驻室两侧开设的安装孔中。
4.根据权利要求3所述的通气支臂装置，其特征在于：所述驻室上设有螺纹孔，固定螺栓穿过驻室上的螺纹孔将喷管供气管路固定在驻室中。
5.根据权利要求2所述的通气支臂装置，其特征在于：还包括外罩连接段，该外罩连接段通过螺钉固定在模型支撑端顶部的外罩连接段安装孔中。
6.根据权利要求5所述的通气支臂装置，其特征在于：还包括分别设置在外罩连接段两端的整流罩前端和整流罩后端。
7.根据权利要求1所述的通气支臂装置，其特征在于：支杆连接端、通气支臂流道、模型支撑端和通气支臂密封端一体成型。
8.根据权利要求1所述的通气支臂装置，其特征在于：所述气源管路连接端焊接在通气支臂密封端上，且气源管路连接端连接的管路横截面面积大于通气支臂流道的横截面面积。
9.根据权利要求1所述的通气支臂装置，其特征在于：所述支杆连接端上连接有支杆。
10.一种如权利要求1所述通气支臂装置在暂冲式亚跨超风洞中喷管推力测量风洞试验中的应用。
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