CN114459769B - 一种小型涡喷发动机地面推力矢量标定装置 - Google Patents

Abstract

本发明适用于风洞试验技术领域，提供了一种小型涡喷发动机地面推力矢量标定装置，包括导流部，所述导流部包括导流板和导流板基座；所述导流板基座固定在所述喷管扩散段的尾端，所述导流板转动连接在导流板基座上，并通过转动定位连接件调整导流板的转动角度。本发明在喷管扩散段的尾端设置了导流板，导流板可以通过转动连接件调整导流板的转动角度，从而实现推力矢量喷口的上下导流板在大于90度范围内的偏转，左右导流板在±30°的范围内偏转，本发明将喷管扩散段、所述导流部和转动定位连接件均设置为钢制结构，能够承受涡轮发动机尾焰的高温，使得该试验装置不会受涡轮发动机尾焰高温的影响。

Description

一种小型涡喷发动机地面推力矢量标定装置

技术领域

本发明涉及风洞试验技术领域，尤其是涉及一种小型涡喷发动机地面推力矢量标定装置。

背景技术

风洞试验中部分带动力模型采用内埋小型涡喷发动机带推力矢量尾喷管的动力系统，试验前需要对发动机带尾喷管和推力矢量装动力进行标定，推力矢量喷口偏转范围高达90°，而且涡喷发动机尾焰温度约600-700℃，现有的测试台（如专利CN201810305020.8）无法实现尾喷口的大角度偏转，并且没有考虑涡轮发动机尾焰温度对尾喷口的影响。

发明内容

本发明的目的是提供一种能对带推力矢量喷管的小型涡喷发动机进行推力标定的耐高温装置，

一种小型涡喷发动机地面推力矢量标定装置，其特征在于，包括导流部，所述导流部包括导流板和导流板基座；所述导流板基座固定在所述喷管扩散段的尾端，所述导流板转动连接在导流板基座上，并通过转动定位连接件调整导流板的转动角度。

进一步地，所述导流板包括上导流板、下导流板、左导流板和右导流板；

所述导流板基座包括上导流板基座、下导流板基座、左导流板基座和右导流板基座；

所述上导流板、下导流板、左导流板和右导流板分别通过上导流板基座、下导流板基座、左导流板基座和右导流板基座转动连接在所述喷管扩散段的尾端；并且通过转动定位连接件调整所述上导流板、下导流板、左导流板和右导流板的转动角度。

进一步地，所述转动定位连接件包括导轨基座和L型导轨，所述导轨基座固定在所述导流板基座上，所述L型导轨固定在所述导流板上，所述导轨基座和L型导轨上均开设有腰型孔，当导轨基座和L型导轨上的腰型孔相交时，可通过连接件固定。

进一步地，所述喷管扩散段、所述导流部和转动定位连接件均采用钢制结构。

进一步地，所述喷管扩散段由上喷管扩散段和下喷管扩散段组成。

进一步地，在所述喷管扩散段下方设置有喷管基座，所述喷管基座和所述喷管扩散段之间设置有隔热块。

进一步地，连杆穿过所述上导流板和所述下导流板远离喷管扩散段的一端，并通过连杆基座将所述连杆固定在所述上导流板和所述下导流板之间。

进一步地，还包括发动机，喷管收缩段，所述发动机连接所述喷管收缩段，所述喷管收缩段连接所述喷管扩散段。

进一步地，还包括发动机基座，所述发动机通过发动机压片固定在所述发动机基座上。

进一步地，还包括天平和连接板，所述喷管基座和所述发动机基座均固定连接在所述连接板上，所述连接板固定在所述天平上。

采用本发明的一种小型涡喷发动机地面推力矢量标定装置，相对于现有技术，至少具有以下有益效果：

1. 本发明在喷管扩散段的尾端设置了导流板，导流板可以通过转动连接件调整导流板的转动角度，从而实现推力矢量喷口的上下导流板在大于90度范围内的偏转，左右导流板由于受到上下导流板斜角的影响，可以在±30°的范围内偏转，即在左右30°的角度范围内偏转；

2. 本发明将喷管扩散段、所述导流部和转动定位连接件均设置为钢制结构，能够承受涡轮发动机尾焰的高温，使得该试验装置不会受涡轮发动机尾焰高温的影响；

3. 本发明将喷管扩散段设置成由上喷管扩散段和下喷管扩散段两部分组装而成，从而便于加工和装配；

4. 本发明在喷管扩散段和喷管基座之间设置隔热块来降低喷管传热，减少对天平工作温度的影响；

5. 本发明将发动机推力轴线移动到天平上方，通过发动机基座和喷管基座高度控制发动机推力轴线与天平之间的距离，增加传热路径长度，减少发动机的温度对天平的影响。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例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，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，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是本发明实施例的一种小型涡喷发动机地面推力矢量标定装置的整体结构图；

图2是本发明实施例的导流部的结构图；

图3是本发明实施例的导流部的侧视图。

图中，01-导流部，011-导流板基座，012-上导流板，013-下导流板，014-左导流板，015-右导流板，016-转动定位连接件，161-导轨基座，162-L型导轨，02-喷管扩散段，021-上喷管扩散段，022-下喷管扩散段，03-发动机，04-天平，05-发动机基座，06-发动机压片，07-连接板，08-喷管基座，09-喷管收缩段，10-隔热块，11-连杆，12-连杆基座。

具体实施方式

以下的说明提供了许多不同的实施例、或是例子，用来实施本发明的不同特征。以下特定例子所描述的元件和排列方式，仅用来精简的表达本发明，其仅作为例子，而并非用以限制本发明。

一种小型涡喷发动机地面推力矢量标定装置，如图1和图2所示，包括导流部01，所述导流部01包括导流板和导流板基座011；所述导流板基座011固定在所述喷管扩散段02的尾端，所述导流板转动连接在导流板基座011上，并通过转动定位连接件016调整导流板的转动角度。

进一步地，在本实施例中，导流板包括上导流板012、下导流板013、左导流板014和右导流板015；所述导流板基座011包括上导流板基座、下导流板基座、左导流板基座和右导流板基座；所述上导流板012、下导流板013、左导流板014和右导流板015分别通过上导流板基座、下导流板基座、左导流板基座和右导流板基座转动连接在所述喷管扩散段02的尾端。也就是说，上下左右导流板分别转动连接在喷管扩散段02的方形喷气口的上下左右侧，本领域技术人员可以理解，将导流板转动连接到导流板基座011上的转动连接方式有很多，本实施例中，如图1和图2所示，导流板是通过一个转轴连接在导流板基座011上的，这只是其中一种可以实现的方式，当然也可以采用合页等其他的连接方式进行转动连接，在本申请中并不对该转动连接结构做具体的限定。

通过转动定位连接件016调整所述上导流板012、下导流板013、左导流板014和右导流板015的转动角度。也就是说，上导流板与上导流板基座之间、下导流板与下导流板基座之间、左导流板与左导流板基座之间、右导流板与右导流板基座之间均设置了一个转动定位连接件016，用于调整各导流板的转动角度，并在调整好位置后将其固定。

进一步地，所述转动定位连接件016包括导轨基座161和L型导轨162，所述导轨基座161固定在所述导流板基座011上，所述L型导轨162固定在所述导流板上，所述导轨基座161和L型导轨162上均开设有腰型孔，当导轨基座161和L型导轨162上的腰型孔相交时，可通过连接件固定。

具体地，如图2和图3所示，L型导轨包含一个长边和一个短边，该长边和短边互相垂直，短边固定在导流板的表面上，长边上开设腰型孔，本领域技术人员可以理解，L型导轨的长边用作导轨，短边用于固定L型导轨，那么短边上可以开设至少两个固定孔用于固定L型导轨，或者为了加工和安装方便，短边也开设腰型孔。导轨基座161也为L型，与L型导轨不同的是，导轨基座上的腰型孔设置在与L型垂直的面上，即导轨基座161包括相互垂直的两个面，一个用于固定导轨基座，一个用于与L型导轨配合调整导流片的角度，起固定作用的面上需要设置至少两个固定孔用于固定导轨基座，将导轨基座固定在导流板基座011上，另一个与L型导轨配合的面上设置腰型孔。相应地，导流板基座011上也需要设置相应的固定连接孔。

实验时，转动导流片的角度，待角度调整到位时，通过连接件插入导轨基座161和L型导轨162相交的腰型孔上，将导轨基座161和L型导轨162固定连接，则导流片的角度就固定在这个位置。例如对于上导流片，将上导流片向上或向下调整上导流片的角度，此时，L型导轨的长边也向上或向下运动，同时沿着导轨基座上设置有腰型孔的一面小位移地向前或向后运行，当上导流片的角度调整到位时，采用连接件插入导轨基座161和L型导轨162相交的腰型孔上，将导轨基座161和L型导轨162固定。下导流板、左导流板和右导流板的角度调整与上导流板的角度调整方法相同。本领域技术人员可以理解，固定连接导轨基座161和L型导轨162相交的腰型孔的连接件可以是本领域能够想到的任何连接件，例如螺钉和螺母、螺栓和螺母等等。

由此，本发明的标定装置可以实现尾喷口的自由大角度偏转，偏转角度范围大于90°。

进一步地，所述喷管扩散段02、所述导流部01和转动定位连接件016均采用钢制结构，钢的熔点大于1400℃，在700℃时依然具有较高的强度，能够承受涡喷发动机尾焰的温度，从而该试验装置不会受涡轮发动机尾焰高温的影响。

本发明将该标定装置的喷管扩散段02设置成由两部分组装而成，如图2所示，具体地，由上喷管扩散段021和下喷管扩散段022组成，上喷管扩散段021和下喷管扩散段022可通过螺钉固定连接在一起，并通过喷管基座08固定在连接板上。本发明将喷管扩散段设置成上下两部分，便于加工和装配。同时，通过在喷管扩散段02和喷管基座08之间设置隔热块10来降低喷管传热，减少对天平工作温度的影响。

为了模拟真实条件下舵机对导流板的影响，在上下导流板上设置了连杆11和连杆基座12，连杆11穿过所述上导流板012和所述下导流板013远离喷管扩散段02的一端，并通过连杆基座12将所述连杆11固定在所述上导流板012和所述下导流板013之间。值得说明的是，真实情况下，喷管导流板上有一个舵机驱动导流板上下动，舵机连接的连杆对导流板效率有影响，因而标定过程中将连杆对导流板的影响一起考虑进去，设置了对应的连杆11。

当然，本发明的标定装置还包括发动机03、天平04和支撑发动机的装置，如图1所示，发动机03通过发动机压片06固定在所述发动机基座05上，发动机03依次连接喷管收缩段09和喷管扩散段02。喷管基座08和所述发动机基座05均固定连接在所述连接板07上，所述连接板07固定在所述天平04上。本发明将发动机推力轴线移动到天平上方，通过发动机基座和喷管基座高度控制发动机推力轴线与天平之间的距离，增加传热路径长度，并通过在尾喷管和固定基座之间增加隔热块的方式进一步降低喷管传热速度，保证天平温度处于正常工作范围内。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种小型涡喷发动机地面推力矢量标定装置，其特征在于，

包括导流部（01），所述导流部（01）包括导流板和导流板基座；所述导流板基座固定在喷管扩散段（02）的尾端，所述导流板转动连接在导流板基座上，并通过转动定位连接件（016）调整导流板的转动角度；

所述转动定位连接件（016）包括导轨基座（161）和L型导轨（162），所述导轨基座（161）固定在所述导流板基座上，所述L型导轨（162）固定在所述导流板上，所述导轨基座（161）和L型导轨（162）上均开设有腰型孔，当导轨基座（161）和L型导轨（162）上的腰型孔相交时，可通过连接件固定；

所述导流部和所述转动定位连接件均设置为钢制结构。

2.根据权利要求1所述的一种小型涡喷发动机地面推力矢量标定装置，其特征在于，

所述导流板包括上导流板（012）、下导流板（013）、左导流板（014）和右导流板（015）；

所述导流板基座包括上导流板基座、下导流板基座、左导流板基座和右导流板基座；

所述上导流板（012）、下导流板（013）、左导流板（014）和右导流板（015）分别通过上导流板基座、下导流板基座、左导流板基座和右导流板基座转动连接在所述喷管扩散段（02）的尾端；并且通过转动定位连接件（016）调整所述上导流板（012）、下导流板（013）、左导流板（014）和右导流板（015）的转动角度。

3.根据权利要求2所述的一种小型涡喷发动机地面推力矢量标定装置，其特征在于，

所述喷管扩散段（02）、所述导流部（01）和转动定位连接件（016）均采用钢制结构。

4.根据权利要求3所述的一种小型涡喷发动机地面推力矢量标定装置，其特征在于，

所述喷管扩散段（02）由上喷管扩散段（021）和下喷管扩散段（022）组成。

5.根据权利要求4所述的一种小型涡喷发动机地面推力矢量标定装置，其特征在于，

在所述喷管扩散段（02）下方设置有喷管基座（08），所述喷管基座（08）和所述喷管扩散段（02）之间设置有隔热块（10）。

6.根据权利要求5所述的一种小型涡喷发动机地面推力矢量标定装置，其特征在于，

连杆（11）穿过所述上导流板（012）和所述下导流板（013）远离喷管扩散段（02）的一端，并通过连杆基座（12）将所述连杆（11）固定在所述上导流板（012）和所述下导流板（013）之间。

7.根据权利要求6所述的一种小型涡喷发动机地面推力矢量标定装置，其特征在于，

还包括发动机（03）、喷管收缩段（09），所述发动机（03）连接所述喷管收缩段（09），所述喷管收缩段（09）连接所述喷管扩散段（02）。

8.根据权利要求7所述的一种小型涡喷发动机地面推力矢量标定装置，其特征在于，

还包括发动机基座（05），所述发动机（03）通过发动机压片（06）固定在所述发动机基座（05）上。

9.根据权利要求8所述的一种小型涡喷发动机地面推力矢量标定装置，其特征在于，

还包括天平（04）和连接板（07），所述喷管基座（08）和所述发动机基座（05）均固定连接在所述连接板（07）上，所述连接板（07）固定在所述天平（04）上。

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