[发明专利]一种进气道实验装置

说明书

本发明属于进气道实验技术领域，具体而言，本发明涉及一种进气道实验装置，用于测试进气道的总压畸变和/或旋流畸变，具体的，沿流场的沿程方向，所述进气道实验装置包括风洞、进气道、用于测量所述进气道出口位置处流场畸变的第二测量段，以及设在所述第二测量段之后的喷管或压气机试验台；所述进气道为复杂几何构型的进气道，所述进气道为全尺寸模型或缩比模型。本发明能够研究多组不同几何形状的进气道下流场特征，直接测量还原得到由复杂几何进气道产生的总压与旋流畸变耦合流场，方便在航空发动机试验和研究阶段研究进气道的存在对压气机以及整台发动机稳态及动态特性的影响。

技术领域

本发明属于进气道实验技术领域，具体而言，本发明涉及一种进气道实验装置。

背景技术

军用飞行器的隐身化发展趋势，使得进气道的设计尤为重要。其中，S型进气道复杂弯曲的几何形状可以使雷达波多次在进气道内壁面衰减，从而有效地遮蔽发动机可视面积，大大提高飞行器隐身性能。

然而，由于S型进气道具有复杂几何、较大弯曲曲率流道形式，可能会在进气道内产生边界层分离、在其下游的发动机入口产生总压畸变与旋流畸变等，严重危害飞行安全与发动机寿命。

因此，开展真实进气道条件下进气道入口、压气机入口进气流场的测量、压气机特性测试、发动机稳态与动态性能测试等均需要一套有实用意义的、能够模拟S型进气道造成压气机进气畸变的实验台。

目前，接入复杂几何进气道后，航空发动机的典型进气条件为旋流畸变与总压畸变相耦合。现有技术中，同时考虑总压畸变与旋流畸变的技术方案主要是将单独模拟总压畸变的技术与单独模拟旋流畸变的技术相组合，从而达到两种畸变相耦合的效果。这种组合的技术方案虽然可以得到耦合流场，但不能直接确定接入复杂几何进气道后具体应该将畸变发生装置设置成哪种形式，所产生的畸变特征难以做到还原进气道入口气流不均匀与复杂几何进气道二者共同造成的下游压气机入口流场稳态与非稳态畸变特征。另外，进气道容腔的存在还有可能改变进气道与发动机构成的整体系统的稳定性特性，在上述技术方案中无法考虑。

发明内容

为了至少部分解决上述问题，本发明提供了一种进气道实验装置，其技术方案如下：

一种进气道实验装置，用于测试进气道的总压畸变和/或旋流畸变，沿流场的沿程方向，所述进气道实验装置包括风洞、进气道、用于测量所述进气道出口位置处流场畸变的第二测量段，以及设在所述第二测量段之后的喷管或压气机试验台；所述进气道为复杂几何构型的进气道，所述进气道为全尺寸模型或缩比模型。

如上所述的进气道实验装置，进一步优选为：所述进气道上还设有沿所述流场沿程方向分布的多个压力传感器，所述压力传感器用于测量所述进气道内流场的静压分布；多个所述压力传感器设在所述进气道的上壁面和/或下壁面。

如上所述的进气道实验装置，进一步优选为：所述风洞与所述进气道之间设有第一测量段，所述第一测量段用于测量所述进气道的入口位置处的流场。

如上所述的进气道实验装置，进一步优选为：所述第一测量段和所述第二测量段均包括探针和用于安装所述探针的探针支架；多个所述探针支架沿相应所述第一测量段或所述第二测量段的周向均匀分布，所述探针支架的一端固定在相应所述第一测量段或所述第二测量段的内壁，所述探针支架的另一端向相应所述第一测量段或所述第二测量段的中心点延伸；每个所述探针支架上设置至少一个探针，当所述探针支架上设有多个所述探针时，各个所述探针沿所述探针支架的一端到另一端的方向分布。

如上所述的进气道实验装置，进一步优选为：所述探针支架的外形为航空发动机压气机叶型；每个所述探针支架上的相同径向位置处均安装有所述探针；当所有所述探针支架上均设有多个所述探针时，每个所述探针支架上的相同径向位置处的探针的连线形成同心圆，所述同心圆中任意相邻两个圆分割出的环形面积与所述同心圆中最小圆围绕出的面积相等。