[发明专利]流场校测装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种流场校测装置，特别涉及一种用于高空模拟试车台的流场校测装置。

背景技术

为了确定固体火箭发动机的高空特性，需要在高空模拟试车台上进行试验验证。在进行模拟试验之前，需要对试车台的流场进行校测，通过对流场中的温度、动压、静压进行测量，了解该试车台的流场品质，为后续试验数据的处理提供帮助。

流场校测一般采用平动或摆动的方式测量喷管出口气流的温度和压力。平动测量方式是将测量机构和驱动机构均置于流场中，测量机构通过驱动机构的推动迎着气流方向运动。由于试验对喷管出口的堵塞比须控制在一定比例，对这个装置的结构大小有很大的限制。摆动测量方式是将测量机构置于流场中，它的一端沿着类似圆弧导轨的机构运动，另一端限制其上下运动。

为了模拟高空中发动机受不同角度气流的影响，试车台的喷管有一定的仰角。喷管出口气流的最高设计温度910K，最高设计压力2.0MPa。由于气流方向有一定的仰角，如果采用平动测量方式，需要的空间比较大。由于动压比较大，整个装置皆处在流场中，受冲击载荷的比较大，驱动运行的扭矩也比较大，增大了电机和减速器的选取难度。测量系统也处在流场中，根据调研，电机和减速器最高使用温度在373K左右。如果采用摆动测量方式，虽然驱动机构可以置于流场之外，加以保护的情况下可以满足使用温度的要求，但是喷管出口直径为1.4m，在冲击载荷和测量耙受热膨胀的影响下，测量装置的摆动端的固定结构难以解决。

由于流场校测装置只是在校测流场时使用，当更换喷管时才需要对流场进行标定，一般做实验时须从试验舱内拆除，因此要求整个装置拆装方便且安装重复性好。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术不足和面临的新问题。提供一种用于高空模拟试车台的流场校测装置，该装置能够实现对试车台流场的静压、总压、总温进行测量。

本发明的用于试车台的流场校测装置包括安装框架、支撑框架、测量机构和驱动机构，所述安装框架通过螺栓固定在试验舱的喷管出口上下的侧壁上，所述支撑框架包括上斜支撑和下斜支撑，所述上斜支撑和所述下斜支撑分别具有用于安装测量机构的安装斜面，通过所述安装框架将所述上斜支撑和所述下斜支撑分别固定在所述喷管的正上方和正下方，安装完成后的所述上斜支撑和所述下斜支撑的安装斜面分别与所述喷管轴线平行，以所述测量机构能够对与所述喷管轴线垂直的面上的流场的数据进行测量的方式，在所述上斜支撑和所述下斜支撑上分别设置有彼此对应的用于安装所述测量机构的一排螺栓孔，并且在所述上斜支撑和所述下斜支撑的沿所述喷管轴线方向上的壁上具有多排彼此对应的所述螺栓孔，所述测量机构包括测量框架、测量耙组和转接件，所述测量框架通过彼此对应的一排所述螺栓孔被安装在所述支撑框架的，所述测量耙组通过所述转接件安装在所述测量框架上，所述驱动机构安装在所述测量机构上，能够驱动所述测量耙组在所述测量框架上作直线运动。

优选所述测量框架为方形框架结构，其上下左右的架梁的长度均大于所述喷管口的直径，并且保证除了所述测量耙组处于所述喷管正对的流场内，其他部件均处于该流场之外，所述测量框架的上下架梁通过螺栓连接固定在上斜支撑、下斜支撑上，在所述上下架梁上分别对应地安装有导轨，在所述测量框架的左右架梁中的一个上安装有换向器支架和电机支架，所述转接件包括滑块连接板、卡槽组和挡板，所述滑块连接板上连接有滑块，所述转接件为两个，通过所述滑块将两个所述转接件分别安装在所述上下所述架梁的所述导轨上，所述卡槽组通过螺栓固定在所述滑块连接板上，所述卡槽组包括多个卡槽，所述测量耙组包括多个测量耙，所述测量耙卡装在上下两个所述转接件上所对应的所述卡槽内，所述卡槽与所述测量耙之间在所述所述测量耙得长度方向上具有间隙，所述挡板通过螺栓与所述卡槽组相连，用于限制所述测量耙的左右移动。

优选所述驱动机构包括电机、换向器和丝杠，所述电机安装在所述电机支架上，所述电机支架安装在所述架梁的中间，所述换向器支架具有两个，分别安装在所述架梁上下两端，在两个所述换向器支架上分别安装有一个换向器，所述丝杠具有两个，分别通过换向器将其一端与所述电机相连，各自的另一端通过连接螺母分别与所述转接件连接，从而通过所述滑块和所述导轨带动测量耙组作直线运动。

优选在所述上下架梁上分别设置有两条导轨，每个所述丝杠通过安装在所述测量框架上的两个支撑端被设置于两条所述导轨之间，每个所述转接件通过螺栓安装有两对滑块。