CN114459768B - 一种发动机地面流场测试装置 - Google Patents

Abstract

一种发动机地面流场测试装置，包括底座、移动机构、测试构件及隔热构件。本发明通过底座、移动机构、测试构件及隔热构件方便进行涡轮发动机流道场的各项参数测试，在测试能够进行自动测量操作，同时在测量时，能够降低高温对测试移动造成的影响。其中，底座对整个装置起着支撑的作用，并能确保测试能够稳定的进行，移动机构能够带动测试构件沿着竖直方向进行移动，并在移动中完成对涡轮发动机喷射流道的各项参数进行测定，测试构件方便对涡轮发动机喷射流道的各项参数进行测定，隔热构件方便对涡轮发动机喷射出的高温进行隔热，并避免高温对移动机构的移动造成影响，并通过这种方式提高了整个装置的使用寿命，提高了测定参数的精确度。

Description

一种发动机地面流场测试装置

技术领域

本发明涉及涡轮发动机测试设备相关技术领域，尤其涉及一种发动机地面流场测试装置。

背景技术

随着航空技术的发展，航空器对推进系统的性能提出了越来越高的要求，涡轮喷气发动机作为一种主要的航空推进发动机，其机械效率高，目前已知的各种转动机械中，一般的来说，涡轮喷气发动机效率为最好。

而现有的在进行涡轮发动机测试时，尤其在进行涡轮发动机流道场参数测试时，由于涡轮发动机喷出的气体温度较高，在进行测试时其外围部分将受到较大温度的影响，而在测试时既要确保测量能够自动进行，又要降低温度对移动机构的影响，因此给涡轮喷气式发动机的测试带来了诸多的挑战，同时在测试还要极大的降低由温度升高引起的测量值不精确的现象。

发明内容

本发明提供了一种发动机地面流场测试装置，以解决上述现有技术的不足，方便进行涡轮发动机流道场的各项参数测试，在测试能够进行自动测量操作，同时在测量时，能够降低高温对测试移动造成的影响，具有较强的实用性。

为了实现本发明的目的，拟采用以下技术：

一种发动机地面流场测试装置，包括底座、移动机构、测试构件及隔热构件。

进一步地，底座包括底板，底板设有多个支撑板，支撑板的两侧均设有多个侧支板，侧支板的下端设于底板，支撑板的上端设有下板，下板的上端安装有基板，基板向上延伸地设有竖板，竖板的上端一侧安装有两个安装座，安装座上均安装有吊环，竖板上开设有测试孔，竖板的背侧安装有一对支撑凹形件，支撑凹形件位于测试孔的两侧，竖板的下端两侧均安装有多个角支撑板，角支撑板的下端均安装于基板，竖板背侧安装有一对外展板，竖板的背侧安装有四个防护板，防护板合围形成一个矩形结构，且防护板均位于测试孔的周侧，防护板上均设有多个加强板，每个防护板的外侧均设有冷却管，且冷却管通过加强板固定于防护板上。

进一步地，移动机构设于底座上，其包括安装于竖板侧壁的两对移动轴承座，每对呈竖向分布的移动轴承座之间均设有移动丝杆，移动丝杆位于测试孔的两侧，移动丝杆的下端均设有从动锥齿轮，从动锥齿轮均啮合有驱动锥齿轮，驱动锥齿轮之间设有驱动轴，驱动轴上设有多个驱动轴承座，驱动轴上还设有从动齿轮，从动齿轮啮合有驱动齿轮，驱动齿轮上连接有驱动电机，驱动电机通过连接座安装于竖板上，驱动电机的下端设有下固台，下固台安装于基板上，其中一根移动丝杆的上端连接有编码器，移动丝杆上均设有移动座，移动座的底部均安装有一对滑套，滑套上均穿有导轨，导轨均安装于竖板上，其中一个移动座上安装有限位块，竖板的上端安装有限位开关，限位开关与限位块位于同侧，移动座的外壁均安装有液冷板，液冷板上均设有一对连通管，液冷板上均安装有折形固定板，折形固定板上均安装有拖链，拖链的下端固定于外展板。

进一步地，测试构件设于移动机构上，其包括均安装于液冷板上的折形连接板，折形连接板上均安装有多个内固板，每对内固板之间均设有探针夹持片，探针夹持片上均安装有多个探针，探针夹持片呈楔形结构，探针夹持片由氧化铝陶瓷制成。

进一步地，隔热构件数量为四个，且均安装于竖板上，其合围形成一个矩形结构，并设于移动丝杆侧，其包括接触板，接触板的内侧设有中固板，中固板的另一侧设有安装框，安装框的另一侧安装有盖板，接触板穿有多根导热构件，导热构件的另一端穿于中固板上，且导热构件的外侧端探出于接触板，导热构件的内侧端探出于中固板，导热构件的内侧端通过通水管连接，并形成液冷回路，安装框内设有内层液冷板，内层液冷板上设有一对管头，通水管与管头均探出于安装框，接触板由氧化铝陶瓷制成，中固板由铜合金制成。

进一步地，中固板的一侧设有根竖条，竖条的长度方向与中固板的长度方向平行，每根竖条上均设有多个卡位凸台，卡位凸台与竖条的交点处均开设有第一穿眼，第一穿眼均贯穿于中固板，第一穿眼的另一端均开设有安装圆孔，安装圆孔的直径大于第一穿眼的直径。

进一步地，接触板的内侧开设有多根长条槽，长条槽的长度方向与接触板的长度方向平行，每根长条槽上开设有多个卡位槽，竖条与长条槽的数量一致，且竖条与长条槽之间呈一一对应的关系，竖条穿于与其对应的长条槽内，卡位槽与卡位凸台的数量一致，且卡位槽与卡位凸台之间呈一一对应的关系，卡位凸台均穿于与其对应的卡位槽内，长条槽与卡位槽的交点处均设有第二穿眼，第一穿眼与第二穿眼的数量一致，第一穿眼与第二穿眼之间呈一一对应的关系，第一穿眼连通于与其对应的第二穿眼，第二穿眼的外侧端成形有安装环槽。

进一步地，导热构件包括导热杆，导热杆的外侧端呈半球形封闭，导热杆的外侧端外壁设有连接螺纹，连接螺纹上设有内螺纹圈，内螺纹圈的外侧端设有端帽环，导热杆的内侧端设有限位环，限位环上设有连接杆，连接杆上套设有外螺纹环，外螺纹环的外侧端设有转动环，连接杆的外侧端通过螺纹连接有连接头，连接头上开设有弧形固定槽，连接头的外侧端开设有一对凹槽，凹槽位于弧形固定槽的两侧，凹槽内均设有内拉板，每个内拉板的两端均设有固定丝杆，固定丝杆均设于连接头上，内拉板均向外延伸地设有外连板，外连板之间设有固定弧板，通水管设于弧形固定槽内，固定弧板设于通水管的外侧，用于通水管的固定。

进一步地，导热杆由内向外的依次穿过第一穿眼与第二穿眼；

内螺纹圈的内侧端位于安装环槽内；

限位环位于安装圆孔内，且安装圆孔的内壁设有安装螺纹，外螺纹环通过安装螺纹固定于中固板上，且外螺纹环位于限位环的外侧端；

导热杆与连接杆均由铜合金制成。

上述技术方案的优点在于：

本发明通过底座、移动机构、测试构件及隔热构件方便进行涡轮发动机流道场的各项参数测试，在测试能够进行自动测量操作，同时在测量时，能够降低高温对测试移动造成的影响。其中，底座对整个装置起着支撑的作用，并能确保测试能够稳定的进行，移动机构能够带动测试构件沿着竖直方向进行移动，并在移动中完成对涡轮发动机喷射流道的各项参数进行测定，测试构件方便对涡轮发动机喷射流道的各项参数进行测定，隔热构件方便对涡轮发动机喷射出的高温进行隔热，并避免高温对移动机构的移动造成影响，并通过这种方式提高了整个装置的使用寿命，提高了测定参数的精确度，具有较强的实用性。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明做进一步的详细描述。

图1示出了其中一种实施例的立体结构图一。

图2示出了其中一种实施例的立体结构图二。

图3示出了其中一种实施例的立体结构图三。

图4示出了隔热构件的立体结构图。

图5示出了中固板的立体结构图。

图6示出了中固板的立体结构图。

图7示出了导热构件的立体结构图一。

图8示出了导热构件的立体结构图二。

具体实施方式

一种发动机地面流场测试装置，包括底座1、移动机构2、测试构件3及隔热构件4，移动机构2，设于底座1上，其用于带动测试构件3沿着竖直方向进行移动，测试构件3设于移动机构2上，且用于发动机流道场参数的测定，隔热构件4用于移动机构2的隔热防护。

如图1~图3中所示，底座1包括底板10，底板10设有多个支撑板11，支撑板11的两侧均设有多个侧支板13，侧支板13的下端设于底板10，支撑板11的上端设有下板14，下板14的上端安装有基板15，基板15向上延伸地设有竖板16，竖板16的上端一侧安装有两个安装座17，安装座17上均安装有吊环18，竖板16上开设有测试孔160，竖板16的背侧安装有一对支撑凹形件19，支撑凹形件19位于测试孔160的两侧，竖板16的下端两侧均安装有多个角支撑板161，角支撑板161的下端均安装于基板15，竖板16背侧安装有一对外展板162，竖板16的背侧安装有四个防护板190，防护板190合围形成一个矩形结构，且防护板190均位于测试孔160的周侧，防护板190上均设有多个加强板191，每个防护板190的外侧均设有冷却管192，且冷却管192通过加强板191固定于防护板190上。本实施例提供的这种底座1从图1至图3中不难发现为龙门架结构，这种结构支撑稳定性强，且在进行参数测定时，方便进行涡轮发动机喷射出的尾气穿过，同时也方便进行尾气各项参数的测量。

其中，竖板16为主要的支撑部件，并且其上设置的测试孔160方便尾气穿过，并进行尾气各项参数的测量，而设置在背侧的支撑凹形件19对竖板16起着加强支撑的作用，避免在测量时由于涡轮发动机喷射出的尾气造成竖板16的偏移。

其中，防护板190和其上设置的冷却管192能降低温度对竖板16的影响，并且避免对移动机构2的运行造成影响，同时为了加强这种效果，因此将防护板190合围成一个矩形结构。

如图1~图3中所示，移动机构2包括安装于竖板16侧壁的两对移动轴承座208，每对呈竖向分布的移动轴承座208之间均设有移动丝杆209，移动丝杆209位于测试孔160的两侧，移动丝杆209的下端均设有从动锥齿轮207，从动锥齿轮207均啮合有驱动锥齿轮206，驱动锥齿轮206之间设有驱动轴204，驱动轴204上设有多个驱动轴承座205，驱动轴204上还设有从动齿轮，从动齿轮啮合有驱动齿轮203，驱动齿轮203上连接有驱动电机201，驱动电机201通过连接座202安装于竖板16上，驱动电机201的下端设有下固台200，下固台200安装于基板15上，其中一根移动丝杆209的上端连接有编码器216，移动丝杆209上均设有移动座211，移动座211的底部均安装有一对滑套，滑套上均穿有导轨210，导轨210均安装于竖板16上，其中一个移动座211上安装有限位块215，竖板16的上端安装有限位开关214，限位开关214与限位块215位于同侧，移动座211的外壁均安装有液冷板212，液冷板212上均设有一对连通管213，液冷板212上均安装有折形固定板217，折形固定板217上均安装有拖链218，拖链218的下端固定于外展板162。本实施例中所选用的驱动电机201为750W高温伺服电机，且其上带有的减速机为高温行星减速机，通过这种设计方式确保了高温下驱动的稳定性，同时本实施例中采用了两根梯形移动丝杆209进行传动的方式确保了移动时的精度，并且也确保了传动时的同步性，而其中设置的绝对编码器216显示绝对位置，同时限位开关214和限位块215配合使用时，方便进行移动座211的位置标定以及测定。

如图1~图3中所示，测试构件3包括均安装于液冷板212上的折形连接板30，折形连接板30上均安装有多个内固板32，每对内固板32之间均设有探针夹持片33，探针夹持片33上均安装有多个探针34，探针夹持片33呈楔形结构，探针夹持片33由氧化铝陶瓷制成。本实施例中，探针夹持片33能够进行探针34的固定，同时为了适应涡轮发动机喷射的流体原理，将朝着尾气喷出的一侧选用强度较高的材料制成，同时其宽度较宽，而另外背向尾气喷出的一侧设置为楔形结构，通过这种方式避免在尾气喷出时出现探针夹持片33发生抖动的现象，从而提高参数测定的精度，并且为了提高探针夹持片33的耐高温特性，因此在探针夹持片33的外侧设置一层氧化铝陶瓷制成的外套，或者整个探针夹持片33采用氧化铝陶瓷制成，同时在进行探针34固定时，在探针34固定的位置处设置耐高温垫片，从而通过这种方式确保夹持的稳定性。

如图1~图4中所示，隔热构件4数量为四个，且均安装于竖板16正面（该处的正面为朝向尾气喷出的一个侧面上），其合围形成一个矩形结构，并设于移动丝杆209侧，其包括接触板401，接触板401的内侧设有中固板400，中固板400的另一侧设有安装框402，安装框402的另一侧安装有盖板403，接触板401穿有多根导热构件，导热构件的另一端穿于中固板400上，且导热构件的外侧端探出于接触板401，导热构件的内侧端探出于中固板400，导热构件的内侧端通过通水管427连接，并形成液冷回路，安装框402内设有内层液冷板429，内层液冷板429上设有一对管头428，通水管427与管头428均探出于安装框402，接触板401由氧化铝陶瓷制成，中固板400由铜合金制成。本实施例中，采用外层防护隔热，内层多层级快速散热的方式降低高温对移动机构2造成的影响。其中接触板401能够承受较大的热冲击，避免将大量的热量传递至移动机构2上，而中固板400起着中间支撑以及方便吸收接触板401上受到的高温，并且能够高效地通过冷却水进行降温，并且为了确保热传递的效率，因此中固板400采用导热性能优异的铜合金制成，而为了提高抗热冲击的能力，因此将接触板401选用氧化铝陶瓷制成，其中设置的导热构件能够快速地将热量传递至通水管427内的冷却水中，并且有效地降低了接触板401上的热量，并实现高效的热传递，其中设置的通水管427能够高效地将热量通过冷却水带出，而设置的内层液冷板429能对通水管427以及中固板400的内侧进行再次的冷却，从而进一步地降低温度，进而确保移动机构2运动的稳定性。

具体地，如图5中所示，中固板400的一侧设有根竖条405，竖条405的长度方向与中固板400的长度方向平行，每根竖条405上均设有多个卡位凸台406，卡位凸台406与竖条405的交点处均开设有第一穿眼407，第一穿眼407均贯穿于中固板400，第一穿眼407的另一端均开设有安装圆孔408，安装圆孔408的直径大于第一穿眼407的直径。本实施例中采用这种设计方式，主要是为了增大接触面积，从而提高热传导的能力，并方便通过冷却水进行高效的降温操作，其中的卡位凸台406还起着固定并限位接触板401的作用，提高了两者连接的稳定性。

具体地，如图6中所示，接触板401的内侧开设有多根长条槽409，长条槽409的长度方向与接触板401的长度方向平行，每根长条槽409上开设有多个卡位槽410，竖条405与长条槽409的数量一致，且竖条405与长条槽409之间呈一一对应的关系，竖条405穿于与其对应的长条槽409内，卡位槽410与卡位凸台406的数量一致，且卡位槽410与卡位凸台406之间呈一一对应的关系，卡位凸台406均穿于与其对应的卡位槽410内，长条槽409与卡位槽410的交点处均设有第二穿眼426，第一穿眼407与第二穿眼426的数量一致，第一穿眼407与第二穿眼426之间呈一一对应的关系，第一穿眼407连通于与其对应的第二穿眼426，第二穿眼426的外侧端成形有安装环槽411。由氧化铝等耐高温材料制成的接触板401能够承受较大的热冲击，从而避免在冲击下对中固板400造成损伤，而其中长条槽409和卡位槽410不仅扩大了和中固板400之间的接触面积，同时还加强了两者的连接，而接触面积的增大，方便通过中固板400进行热传递，并提高了热传递的效率和冷却的效果。

具体地，如图7以及图8中所示，导热构件包括导热杆412，导热杆412的外侧端半球形结构，导热杆412的外侧端外壁设有连接螺纹，连接螺纹上设有内螺纹圈413，内螺纹圈413的外侧端设有端帽环414，导热杆412的内侧端设有限位环415，限位环415上设有连接杆418，连接杆418上套设有外螺纹环416，外螺纹环416的外侧端设有转动环417，连接杆418的外侧端通过螺纹连接有连接头419，连接头419上开设有弧形固定槽425，连接头419的外侧端开设有一对凹槽420，凹槽420位于弧形固定槽425的两侧，凹槽420内均设有内拉板422，每个内拉板422的两端均设有固定丝杆421，固定丝杆421均设于连接头419上，内拉板422均向外延伸地设有外连板423，外连板423之间设有固定弧板424，通水管427设于弧形固定槽425内，固定弧板424设于通水管427的外侧，用于通水管427的固定。

导热杆412由内向外的依次穿过第一穿眼407与第二穿眼426。

内螺纹圈413的内侧端位于安装环槽411内。

限位环415位于安装圆孔408内，且安装圆孔408的内壁设有安装螺纹，外螺纹环416通过安装螺纹固定于中固板400上，且外螺纹环416位于限位环415的外侧端。

导热杆412与连接杆418均由铜合金制成。

本实施中由铜合金制成的导热杆412与连接杆418方便进行热量的传递，并且提高冷却的效果，同时也相应的增大了中固板400的吸热面积，进而确保移动机构2的安全运行，同时导热杆412、连接杆418以及限位环415与外螺纹环416及内螺纹圈413相互配合方便进行接触板401和中固板400之间的连接固定，并且为了方便直接进行降温，因此通过固定弧板424和连接头419进行通水管427的固定，而将通水管427置于固定弧板424和连接头419之间方便限位固定，并且也能够提高连接头419和通水管427的接触面积，从而提高了降温的效果。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种发动机地面流场测试装置，其特征在于，包括底座（1）、移动机构（2）、测试构件（3）及隔热构件（4）；

底座（1）包括竖板，竖板（16）上开设有测试孔（160），竖板（16）的背侧安装有一对支撑凹形件（19），支撑凹形件（19）位于测试孔（160）的两侧，竖板（16）的背侧安装有四个防护板（190），防护板（190）合围形成一个矩形结构，且防护板（190）均位于测试孔（160）的周侧，防护板（190）上均设有多个加强板（191），每个防护板（190）的外侧均设有冷却管（192），且冷却管（192）通过加强板（191）固定于防护板（190）上；

移动机构（2），设于底座（1）上，其用于带动测试构件（3）沿着竖直方向进行移动；

测试构件（3）设于移动机构（2）上，其包括一对折形连接板（30），折形连接板（30）上均安装有多个内固板（32），每对内固板（32）之间均设有探针夹持片（33），探针夹持片（33）上均安装有多个探针（34）；

隔热构件（4）数量为四个，均安装于竖板（16）上，其合围形成一个矩形结构，且均位于测试孔（160）的周侧，并用于移动机构（2）的隔热防护。

2.根据权利要求1所述的发动机地面流场测试装置，其特征在于，隔热构件（4）包括接触板（401），接触板（401）的内侧设有中固板（400），中固板（400）的另一侧设有安装框（402），安装框（402）的另一侧安装有盖板（403），接触板（401）穿有多根导热构件，导热构件的另一端穿于中固板（400）上，且导热构件的外侧端探出于接触板（401），导热构件的内侧端探出于中固板（400），导热构件的内侧端通过通水管（427）连接，并形成液冷回路，安装框（402）内设有内层液冷板（429），内层液冷板（429）上设有一对管头（428），通水管（427）与管头（428）均探出于安装框（402）。

3.根据权利要求2所述的发动机地面流场测试装置，其特征在于，接触板（401）由氧化铝陶瓷制成，中固板（400）由铜合金制成。

4.根据权利要求2所述的发动机地面流场测试装置，其特征在于，中固板（400）的一侧设有多根竖条（405），竖条（405）的长度方向与中固板（400）的长度方向平行，每根竖条（405）上均设有多个卡位凸台（406），卡位凸台（406）与竖条（405）的交点处均开设有第一穿眼（407），第一穿眼（407）均贯穿于中固板（400），第一穿眼（407）的另一端均开设有安装圆孔（408），安装圆孔（408）的直径大于第一穿眼（407）的直径。

5.根据权利要求4所述的发动机地面流场测试装置，其特征在于，接触板（401）的内侧开设有多根长条槽（409），长条槽（409）的长度方向与接触板（401）的长度方向平行，每根长条槽（409）上开设有多个卡位槽（410），竖条（405）与长条槽（409）的数量一致，且竖条（405）与长条槽（409）之间呈一一对应的关系，竖条（405）穿于与其对应的长条槽（409）内，卡位槽（410）与卡位凸台（406）的数量一致，且卡位槽（410）与卡位凸台（406）之间呈一一对应的关系，卡位凸台（406）均穿于与其对应的卡位槽（410）内，长条槽（409）与卡位槽（410）的交点处均设有第二穿眼（426），第一穿眼（407）与第二穿眼（426）的数量一致，第一穿眼（407）与第二穿眼（426）之间呈一一对应的关系，第一穿眼（407）连通于与其对应的第二穿眼（426），第二穿眼（426）的外侧端成形有安装环槽（411）。

6.根据权利要求5所述的发动机地面流场测试装置，其特征在于，导热构件包括导热杆（412），导热杆（412）的外侧端是半球形结构，导热杆（412）的外侧端外壁设有连接螺纹，连接螺纹上设有内螺纹圈（413），内螺纹圈（413）的外侧端设有端帽环（414），导热杆（412）的内侧端设有限位环（415），限位环（415）上设有连接杆（418），连接杆（418）上套设有外螺纹环（416），外螺纹环（416）的外侧端设有转动环（417），连接杆（418）的外侧端通过螺纹连接有连接头（419），连接头（419）上开设有弧形固定槽（425），连接头（419）的外侧端开设有一对凹槽（420），凹槽（420）位于弧形固定槽（425）的两侧，凹槽（420）内均设有内拉板（422），每个内拉板（422）的两端均设有固定丝杆（421），固定丝杆（421）均设于连接头（419）上，内拉板（422）均向外延伸地设有外连板（423），外连板（423）之间设有固定弧板（424），通水管（427）设于弧形固定槽（425）内，固定弧板（424）设于通水管（427）的外侧，用于通水管（427）的固定；

导热杆（412）由内向外的依次穿过第一穿眼（407）与第二穿眼（426）；

内螺纹圈（413）的内侧端位于安装环槽（411）内；

限位环（415）位于安装圆孔（408）内，且安装圆孔（408）的内壁设有安装螺纹，外螺纹环（416）通过安装螺纹固定于中固板（400）上，且外螺纹环（416）位于限位环（415）的外侧端。

7.根据权利要求6所述的发动机地面流场测试装置，其特征在于，导热杆（412）与连接杆（418）均由铜合金制成。

8.根据权利要求1所述的发动机地面流场测试装置，其特征在于，探针夹持片（33）呈楔形结构，探针夹持片（33）由氧化铝陶瓷制成。