[发明专利]一种非接触式发动机推力测试方法及装置

摘要

本发明提出了一种非接触式发动机推力测试方法及装置，首先利用CFD软件进行模拟计算，获取能够满足测量该发动机正常工作状况的光滑承接平板的半径，并确定临界安装距离；然后根据模拟计算结果确定测试装置的安装位置，通过多次非接触测量，得到推力与距离的关系，并进行一阶线性拟合，利用拟合的线性方程，得到在安装距离为0位置处的推力值，这个推力值就是发动机产生的气动推力值。本发明对发动机本身的结构无明显的要求，且无需将发动机本体安装至动架之上，通过在避免安装阻塞的测量区域内进行数个点的推力测量，便可以获得发动机产生的实际推力。

主权项

一种非接触式发动机推力测试方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：采用CFD软件模拟计算发动机尾部后方的圆形平板的临界安装距离：步骤1.1：在CFD软件中建立待测发动机模型和圆形平板模型，其中圆形平板模型的半径不小于待测发动机模型尾部喷口截面半径的10倍；圆形平板模型的初始位置处于待测发动机模型尾部喷口后方10～20倍喷口截面直径处，且圆形平板模型与待测发动机模型尾部喷管同轴；待测发动机模型尾部喷流设置为强制流通；步骤1.2：采用动网格方法，圆形平板模型以不大于10mm/s的速度沿圆形平板模型中心轴线向待测发动机模型尾部喷口方向运动，每隔1s模拟计算一次圆形平板模型受到的待测发动机模型尾部喷流的推力，当首次出现相邻两次模拟计算的推力值的相对误差大于5％时，以该相邻两次模拟计算中后一次模拟计算时圆形平板模型与待测发动机模型尾部喷口的距离作为圆形平板的临界安装距离；步骤2：采用CFD软件模拟计算圆形平板的半径：步骤2.1：在CFD软件中采用步骤1.1构建的待测发动机模型和圆形平板模型，其中圆形平板模型处于临界安装位置，圆形平板模型的中心轴线与待测发动机模型的中心轴线平行，且两条中心轴线的距离等于圆形平板模型的半径；步骤2.2：采用动网格方法，圆形平板模型以不大于10mm/s的速度沿圆形平板模型中心轴线与待测发动机模型中心轴线构成的平面方向运动，使圆形平板模型中心轴线与待测发动机模型中心轴线相互接近，每隔1s模拟计算一次圆形平板模型受到的待测发动机模型尾部喷流的推力，当首次出现相邻两次模拟计算的推力值的相对误差小于1％时，以该相邻两次模拟计算中任意一次模拟计算时圆形平板模型的移动距离作为圆形平板的半径；步骤3：进行第一组实际测量：将连接有测量装置的圆形平板固定在待测发动机尾部喷管后方，圆形平板与待测发动机尾部喷管同轴；圆形平板与待测发动机尾部喷管的距离等于步骤1得到的临界安装距离，圆形平板半径等于步骤2得到的半径值；开启待测发动机并调至正常工作状态，测量圆形平板受到的推力值；步骤4：关闭发动机，待测量装置冷却后，将圆形平板沿其中心轴线向远离待测 发动机的方向移动0.5～2.5倍待测发动机尾部喷管直径的距离；开启待测发动机并调至正常工作状态，测量圆形平板受到的推力值；步骤5：重复步骤4，直至圆形平板与待测发动机尾部喷管的距离大于10倍的待测发动机尾部喷管直径；对步骤3～步骤5得到的一组圆形平板受到的推力值及其对应圆形平板与待测发动机尾部喷管距离值进行线性拟合，根据拟合得到的线性方程计算当圆形平板与待测发动机尾部喷管距离值为0时的推力值，即为发动机产生的推力值。