CN205262751U - 用于固冲发动机补燃室总压测试的装置及其总压管 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及用于固冲发动机补燃室总压测试的装置及其总压管，该总压管为分段式的结构，测压管咀通过连接件可拆卸地密封连接在插管部分的后端，插管部分为沿前后方向延伸的直杆且其外径小于插管安装孔的孔径，故总压管的进气口沉积大量金属粒子而不能从后方撤出补燃室壳体时，只需将插管部分上的其他连接结构拆除即可将插管部分完全伸入补燃室壳体内并将其从发动机喷管出口处取出，取出后再对插管部分进气口附近沉积的金属粒子进行清理。这就避免了由喷管处将工具伸入补燃室内对进气口处沉积粒子清理而造成一系列问题，有效地提高了总压管的拆卸速率，提高了该装置的使用寿命及发动机产品的寿命。

Description

用于固冲发动机补燃室总压测试的装置及其总压管

技术领域

本实用新型涉及固冲发动机地面直连式试验技术中使用的用于固冲发动机补燃室总压测试的装置及其总压管。

背景技术

在固冲发动机的研制过程中，地面试验是重要的一环，只有通过地面试验，才能发现和解决研制中出现的关键技术问题，最后研制出满足技术指标的发动机。直连式试验是冲压发动机试验中最简单和最经济的一种试验方式，通过模拟来流的总压和总温，达到模拟发动机内部流动的目的。发动机主要由进气道、燃气发生器、补燃室和冲压喷管组成，其中燃气发生器中装填贫氧推进剂，补燃室中装助推药柱，当冲压燃烧室中的助推药柱燃烧完以后，发动机飞行达到接力点即转级马赫数，然后助推喷管被抛掉，进气道堵盖打开，与此同时燃气发生器开始工作，由贫氧推进剂产生的富燃燃气进入冲压补燃室，与由进气道进入的空气进行掺混并发生二次燃烧，最后经由喷管排出，产生推力。而在固体火箭冲压发动机的工作过程中，富燃燃气与进气道引入的空气能否在补燃室内进行高效二次燃烧是影响冲压发动机性能的关键技术之一，所以需要对补燃室的气流总压进行测量。

目前国内、外均采用皮托式总压管来测量气流总压，其原理如图1所示，是在迎着来流方向布置一个探头，将来流局部滞止，测得滞止气流的压力即为总压。具体结构如图2所示，包括固设在补燃室壳体1上且处于补燃室外的测压座2，由测压座2上的通孔伸入补燃室壳体1内部的插管部分12的中部沿其长度方向开有两端均贯通插管部分12的进气道，进气道的前端开口为朝向来流方向的进气口，测压管咀的中部开有与所述进气道的后端相连的通气孔。总压管的结构如图3所示，包括后端的用于连接压力传感器的测压管咀及前端的插管部分12，为连接后端的压力传感器测压管咀的外径较大使得插管部分12上形成了台阶面，为了保证压力测量的准确性，补燃室壳体1和测压座2上的供插管部分12伸入的通孔的孔径与插管部分的外径相匹配并略大于插管部分的外径使其能够顺畅地插入补燃室壳体1内。插管部分通过密封固定座固定在测压座2上，密封固定座包括套装在插管部分外周面上的铜垫圈5、安装在铜垫圈5的前后两侧的安装座4和压紧螺母6，通过铜垫圈5将插管部分夹紧，安装座4螺纹装配在测压座2上，安装座4与测压座2之间装有垫片3。将插管部分12的前端伸入补燃室壳体1内以测量固冲发动机补燃室总压时，插管部分12迎着燃气气流方向一侧会有大量金属粒子沉积，很难将插管部分由后方撤出测压座2，同时测压管咀在插管部分12的后端形成的台阶面使得测压管咀也不能穿过测压座和补燃室壳体而从前方的发动机喷管内将总压管取出，只能将工具由喷管内伸入补燃室内清理掉总压管进气口附近沉积的金属粒子后才能将总压管由后方撤出补燃室壳体。这不仅造成了总压管的清理、拆卸困难，在对总压管清理的过程中还易造成总压管及喷管的损坏。

发明内容

本实用新型的目的在于提供用于固冲发动机补燃室总压测试的装置以解决现有测试装置因凝相粒子的沉积而造成的总压管拆卸困难的问题；本实用新型的目的还在于提供上述测试装置中使用的总压管。

为解决该技术问题，本实用新型的用于固冲发动机补燃室总压测试的装置用总压管采用以下技术方案：

用于固冲发动机补燃室总压测试的装置用总压管，包括前端通过补燃室壳体及测压座上对应贯通的插管安装孔伸入补燃室壳体内部的插管部分及固连在插管部分后端的测压管咀，所述测压管咀的外径大于插管安装孔的直径；插管部分的中部开有沿其长度方向延伸、两端均贯通所述插管部分的进气道，进气道的前端的入口朝向来流方向，测压管咀的中部开有与所述进气道的后端相连的通气孔；所述插管部分与测压管咀为分体结构，插管部分为轴线沿前后方向延伸的直杆且其外径小于所述插管安装孔的孔径以使其可完全伸入补燃室壳体内部，所述测压管咀通过连接件可拆卸地密封连接在插管部分的后端。

所述测压管咀上的通气孔为直径前大后小的台阶孔，前端的大孔包括供插管部分紧密插装的外径，后端的小孔的直径与进气道的孔径相同。

本实用新型的用于固冲发动机补燃室总压测试的装置采用以下技术方案：

用于固冲发动机补燃室总压测试的装置，包括总压管及将总压管密封固定在补燃室壳体上的密封固定座，总压管包括前端通过补燃室壳体及测压座上对应贯通的插管安装孔伸入补燃室壳体内部的插管部分及固连在插管部分后端的测压管咀，所述测压管咀的外径大于插管安装孔的直径；插管部分的中部开有沿其长度方向延伸、两端均贯通所述插管部分的进气道，进气道的前端的入口朝向来流方向，测压管咀的中部开有与所述进气道的后端相连的通气孔；所述插管部分与测压管咀为分体结构，插管部分为轴线沿前后方向延伸的直杆且其外径小于所述插管安装孔的孔径以使其可完全伸入补燃室壳体内部，所述测压管咀通过连接件可拆卸地密封连接在插管部分的后端。

所述连接件包括通过中部的安装通孔套设在插管部分上的夹管件、将夹管件固定在插管部分上的锁紧件及将测压管咀固定在夹管件上的压帽；所述夹管件为后大前小的不等径的套体，夹管件的前部通过所述锁紧件固定在插管部分的相应位置处，夹管件的后端中部开设有凹槽，所述测压管咀部分嵌入地安装在该凹槽内，所述压帽通过螺纹连接紧密地套设在夹管件的后端并将处于两者之间的测压管咀紧密地压紧在插管部分的后端。

所述测压管咀上的通气孔为直径前大后小的台阶孔，前端的大孔包括供插管部分紧密插装的外径，后端的小孔的直径与进气道的孔径相同。

所述夹管件包括前部的具有内收倾斜面的锥段，该锥段上沿周向间隔开设有至少两个沿压管件的长度方向延伸的豁口，所述豁口在轴向上前端开口后端封闭、在径向上贯穿所述夹管件的壁厚，该豁口使得锥段上形成了可沿径向弹性收张的触指；所述锁紧件为套设在所述锥段上的锁紧螺母，锁紧螺母的前部设有与所述锥段的斜度相同的倾斜面，向后旋拧锁紧螺母时触指向内收缩而夹紧插管部分，从而实现对插管部分的固定。

所述测压管咀与插管部分之间填装有密封填料以保证插管部分与夹管件之间的密封效果。

所述密封固定座包括主要由两片相互匹配的半圆形垫片组成的铜垫圈。

现有技术中的测压管咀一体成形在插管部分的后部而组成了具有台阶面的总压管，所以当总压管的进气口沉积大量金属粒子而不能从后方撤出补燃室壳体时，补燃室壳体上及测压座上开设的与插管部分外径相同的通孔也阻碍了总压管从前方的发动机喷管中撤出补燃室壳体，只能将工具由喷管内伸入补燃室内清理掉总压管进气口附近沉积的金属粒子后才能将总压管由后方撤出补燃室壳体。这不仅造成了总压管的清理、拆卸困难，在对总压管清理的过程中还易造成总压管及喷管的损坏。

而本实用新型的用于固冲发动机补燃室总压测试的装置将测压管咀与插管部分做成了分段式的结构且插管部分的轴线沿前后方向延伸、外径小于插管安装孔直径的直杆，测压管咀通过连接件可拆卸地密封连接在插管部分的后端，所以当总压管的进气口沉积大量金属粒子而不能从后方撤出补燃室壳体时，只需将后端的测压管咀及连接件拆除，再拧松压紧螺母即可将插管部分完全伸入补燃室壳体内，将插管部分从发动机喷管出口处取出，取出后再对插管部分进气口附近沉积的金属粒子进行清理。这有效地提高了对总压管进行拆卸的速率，同时在补燃室壳体外部进行的清理工作也不会对发动机喷管及总压管造成损害，有利于提高该装置的使用寿命及发动机产品的寿命。

附图说明

图1为总压测试原理示意图；

图2为现有技术中总压测试装置伸入补燃室壳体内的结构示意图；

图3为现有技术中总压管的结构示意图；

图4为本实用新型中的用于固冲发动机补燃室总压测试的装置伸入补燃室壳体内的结构示意图；

图5为图4中的插管部分与测压管咀通过连接件进行连接的结构示意图；

图6为图5中夹管件的结构示意图。

具体实施方式

用于固冲发动机补燃室总压测试的装置的实施例：

用于固冲发动机补燃室总压测试的装置的结构如图4~6所示，包括补燃室壳体1及固连在补燃室壳体1外部的测压座2，补燃室壳体1及测压座2上对应开设有直径相同、相互贯通的通孔（即插管安装孔），外径略小于上述通孔的直径以保证气密效果的插管部分12插装在该通孔中，插管部分12的中部开有沿其长度方向延伸、两端均贯通插管部分12的进气道，且其前端伸入补燃室壳体1内部、进气口朝向来流方向，测压管咀7通过连接件可拆卸地密封连接在插管部分12的后端，密封件包括夹管件10、将夹管件10固定在插管部分12上的锁紧螺母11及将测压管咀7固定在夹管件10上的压帽8。

夹管件10为前小后大的套体且其中部开有与插管部分12的外径相匹配的安装通孔，大段的端面上开设有供测压管咀7的前端嵌入的凹槽101，大段的外表面开设有与压帽8的相应段的内表面实现螺纹配合的第一螺纹段102，小段的外径与锁紧螺母11的内径相同并包括设有与锁紧件（此处为锁紧螺母11）螺纹配合的第二螺纹段103及光杆段，光杆段处于第二螺纹段103和第一螺纹段102之间且在其两端的过渡处均加工有工艺槽；小段的前端具有内收的锥段，在该内收的锥段上沿小段的周向间隔开设有四个沿压管件的长度方向延伸的豁口104，豁口104在轴向上前端开口后端封闭、在径向上贯穿压管件10的壁厚，豁口104使得锥段上形成了可沿径向弹性收张的触指105；锁紧螺母11的前端设有与压管件上锥段的斜度相同的倾斜面，向后旋拧锁紧螺母11时带动触指105向内收缩而夹紧插管部分12，从而将压管件10固定在插管部分12上。

测压管咀7为多段台阶式的套体，由前到后依次为最前端的用于嵌入安装在凹槽101中的且外径与凹槽101的内径相同的嵌入段，外径与夹管件10的大段外径相同的密封段，外径与压帽8的相应段的内径相同的配合段及最后端的用于连接传感器的连接段。测压管咀7的中部开有贯通其长度的通气孔，通气孔为前大后小的台阶孔，具体包括前端的大孔及后端的小孔，大孔的直径与插管部分12的外径相同，小孔的直径与插管部分12上的进气道的孔径相同。

压帽8套装在总压管10的第一螺纹段102上并将测压管咀7压在两者之间，压帽8包括内外径均不相同前大后小的两段，大段的内表面与第一螺纹段102螺纹配合，小段的内表面与测压管咀7的配合段相适应且小段的长度与测压管咀7的配合段的长度相同，所以旋拧压帽8到一定程度时测压管咀7的密封段的后表面被其小段的内表面与大段的内表面组成的台阶面挡止、密封段的前表面被夹管件10的后端面挡止，再将测压管咀7沿轴向移动并通过夹管件10锁死在插管部分12上，进而可将测压管咀7牢固地压紧于插管部分12的后端面上。

该装置的安装顺序如下：将夹管件10套设在插管部分12上，调整其位置至其后端面略微伸出总压管的后端面以保证测压管咀7完全嵌入凹槽101后其上的大孔能部分套装在插管部分12的后端。至此位置后将锁紧螺母11由前向后地套装在夹管件10的锥段上，旋拧锁紧螺母11使其后移而使得触指105沿径向收缩而紧压在插管部分12上，实现对夹管件10的固定。将密封填料9装填入凹槽101与插管部分12之间的间隙中，再将测压管咀7的嵌入段嵌入凹槽101中，盖上并拧紧压帽8以使得夹管件10、测压管咀7及压帽8组成一个整体，此时测压管咀7上的大孔的前部紧密套装在插管部分12的后端，旋拧压帽8使其沿轴向前移时会带动测压管咀7的前移而压紧凹槽101中的密封填料进而实现夹管件10、测压管咀7与插管部分12间的密封，使得由进气孔进入的气流不会出现泄漏而是经进气道流入测压管咀7上的大孔及小孔最终流经测压管咀7后方的传感器以测量气压。将测压管咀7与插管部分12固定连接后再由前方依次将压紧螺母6、铜垫圈5、安装座4及垫片3套装在插管部分12上，调整插管部分12伸入补燃室壳体1内至合适位置后拧紧压紧螺母6使两个半圆式的铜垫圈5夹紧插管部分12而将插管部分12的位置固定在测压座2上。

测试完成后，拧松压帽8将测压管咀从插管部分12上拆卸，再拧松锁紧螺母11并将夹管件10和锁紧螺母11从插管部分12的后端拆卸，再拧松压紧螺母6松开插管部分12即可将插管部分12的后端完全伸入补燃室壳体1内，从而可从补燃室前端的发动机喷管的出口处将插管部分12取出，取出后再对总压管进气口附近沉积的金属粒子进行清理。这有效地提高了对总压管进行拆卸的速率，同时在补燃室壳体外部进行的清理工作也不会对发动机喷管及总压管造成损害，有利于提高该装置的使用寿命及发动机产品的寿命。

在其他实施例中，保证密封的情况下也可通过在测压管咀及插管部分上设置相应的卡扣或螺纹结构实现两者的可拆卸连接，还可通过在两者连接处加紧箍套环的形式实现两者的可拆卸连接。所述夹管件的前部也可为可直接套设在插管部分上的弹性套环，锁紧件还可以是与插管部分上的相应结构相互插接或卡合的结构。在能保证通气孔与进气道的同轴度的情况下，通气孔也可以是直径与进气道的孔径相同的光孔而非台阶孔。

Claims (8)

1.用于固冲发动机补燃室总压测试的装置用总压管，包括前端通过补燃室壳体及测压座上对应贯通的插管安装孔伸入补燃室壳体内部的插管部分及固连在插管部分后端的测压管咀，所述测压管咀的外径大于插管安装孔的直径；插管部分的中部开有沿其长度方向延伸、两端均贯通所述插管部分的进气道，进气道的前端的入口朝向来流方向，测压管咀的中部开有与所述进气道的后端相连的通气孔；其特征在于：所述插管部分与测压管咀为分体结构，插管部分为轴线沿前后方向延伸的直杆且其外径小于所述插管安装孔的孔径以使其可完全伸入补燃室壳体内部，所述测压管咀通过连接件可拆卸地密封连接在插管部分的后端。

2.根据权利要求1所述的用于固冲发动机补燃室总压测试的装置用总压管，其特征在于：所述测压管咀上的通气孔为直径前大后小的台阶孔，前端的大孔包括供插管部分紧密插装的外径，后端的小孔的直径与进气道的孔径相同。

3.用于固冲发动机补燃室总压测试的装置，包括总压管及将总压管密封固定在补燃室壳体上的密封固定座，总压管包括前端通过补燃室壳体及测压座上对应贯通的插管安装孔伸入补燃室壳体内部的插管部分及固连在插管部分后端的测压管咀，所述测压管咀的外径大于插管安装孔的直径；插管部分的中部开有沿其长度方向延伸、两端均贯通所述插管部分的进气道，进气道的前端的入口朝向来流方向，测压管咀的中部开有与所述进气道的后端相连的通气孔；其特征在于：所述插管部分与测压管咀为分体结构，插管部分为轴线沿前后方向延伸的直杆且其外径小于所述插管安装孔的孔径以使其可完全伸入补燃室壳体内部，所述测压管咀通过连接件可拆卸地密封连接在插管部分的后端。

4.根据权利要求3所述的用于固冲发动机补燃室总压测试的装置，其特征在于：所述连接件包括通过中部的安装通孔套设在插管部分上的夹管件、将夹管件固定在插管部分上的锁紧件及将测压管咀固定在夹管件上的压帽；所述夹管件为后大前小的不等径的套体，夹管件的前部通过所述锁紧件固定在插管部分的相应位置处，夹管件的后端中部开设有凹槽，所述测压管咀部分嵌入地安装在该凹槽内，所述压帽通过螺纹连接紧密地套设在夹管件的后端并将处于两者之间的测压管咀紧密地压紧在插管部分的后端。

5.根据权利要求4所述的用于固冲发动机补燃室总压测试的装置，其特征在于：所述测压管咀上的通气孔为直径前大后小的台阶孔，前端的大孔包括供插管部分紧密插装的外径，后端的小孔的直径与进气道的孔径相同。

6.根据权利要求4或5所述的用于固冲发动机补燃室总压测试的装置，其特征在于：所述夹管件包括前部的具有内收倾斜面的锥段，该锥段上沿周向间隔开设有至少两个沿压管件的长度方向延伸的豁口，所述豁口在轴向上前端开口后端封闭、在径向上贯穿所述夹管件的壁厚，该豁口使得锥段上形成了可沿径向弹性收张的触指；所述锁紧件为套设在所述锥段上的锁紧螺母，锁紧螺母的前部设有与所述锥段的斜度相同的倾斜面，向后旋拧锁紧螺母时触指向内收缩而夹紧插管部分，从而实现对插管部分的固定。

7.根据权利要求6所述的用于固冲发动机补燃室总压测试的装置，其特征在于：所述测压管咀与插管部分之间填装有密封填料以保证插管部分与夹管件之间的密封效果。

8.根据权利要求7所述的用于固冲发动机补燃室总压测试的装置，其特征在于：所述密封固定座包括主要由两片相互匹配的半圆形垫片组成的铜垫圈。