[发明专利]自由射流试验发动机推力测量装置

说明书

技术领域

本发明属于航空、航天技术领域，涉及一种用于航天发动机试验的装置，具体涉及一种自由射流试验发动机推力测量装置。

背景技术

目前国内外普遍采用地面自由射流试验的方法获得吸气式动力发动机的总体性能，其中推力参数是表征发动机性能的重要参数之一。因此吸气式动力发动机推力测量技术显得至关重要。

自由射流试验中，高总温高马赫数气流流经试验段，其中一部分进入发动机燃烧室，为了保证风洞顺利启动，试验件投影面积一般不大于试验段面积的20％，即阻塞比小于20％。

目前传统火箭发动机推力架采用测量传感器与发动机轴线同轴布置，若采用该测量方式会直接影响发动机进气，并且阻塞比较大。由于在进行发动机自由射流试验的过程中发动机会产生两个方向的分力以及一个力矩，分别是发动机本体的轴向推力、垂直于轴向推力的升力以及俯仰力矩，但是上述现有的测量装置只能测量发动机轴向推力，显然这种测量方式不适合发动机自由射流试验。

随着吸气式发动机研究的深入开展，需要对整机自由射流试验并对发动机推力进行测量，为了适应发动机研制需要，需研制全新的推力测量台架获取发动机推力参数。

发明内容

为了解决背景技术中的问题，本发明提出一种满足自由射流试验过程中可同时测量发动机轴向推力、升力以及俯仰力矩的自由射流试验发动机推力测量装置。

本发明的具体技术方案是：

一种自由射流试验发动机推力测量装置，其特征在于：包括按照待测量发动机升力方向依次连接的定架、纵向弹性连杆以及动架；

所述动架是由垂直架以及水平架组成；所述垂直架的上端面安装待测量发动机，下端面与水平架固定连接；所述水平架与定架保持平行；所述纵向弹性连杆有多组且均匀布置在水平架与定架之间；

按照待测量发动机轴向力方向依次设置的轴向弹性连杆以及承力座；

所述承力座固定安装在定架上；所述轴向弹性连杆有一组；所述轴向弹性连杆一端与垂直架连接，另一端与承力座连接；所述承力座与轴向弹性连杆的连接面与水平架与轴向弹性连杆的连接面相互平行；

所述轴向弹性连杆包括一对弹性铰链以及安装在两个弹性铰链之间力传感器；

所述纵向弹性连杆与轴向弹性连杆结构相同。

上述测量装置还包括用于限制动架移动的锁紧机构；所述锁紧机构包括分别设置在垂直架两侧的多个锥顶组件；所述锥顶组件包括驱动装置、设置在驱动装置固定端的固定座以及设置在驱动装置活动端的锥顶；所述固定座与定架固定连接。

上述垂直架上设置有锥孔；所述锥孔的数量和锥顶的数量一致；所述锥孔的位置与锥顶的位置一一对应。

上述定架、垂直架以及水平架均采用钢架结构，且形状为矩形。

上述驱动装置采用液压缸驱动。

本发明的优点在于：

1、本发明采用轴向弹性连杆以及纵向弹性连杆，实现了自由射流试验时整机全尺寸发动机的轴向力、升力以及俯仰力矩的测量，使得试验效果大大提升。

2、本发明的轴向弹性连杆和纵向弹性连杆均采用弹性铰链和力传感器组合结构，力的机械分解效果好，有较高的失稳临界载荷。有效地减小其他分量力和力矩对测量分量的干扰，将所关心测量分量传递到相应方向的力传感器。

3、本发明中在动架两侧设置锁紧机构，避免了试验时开机或者停机时冲击载荷较大给动架、传感器以及弹性铰链造成的冲击损坏。

附图说明

图1为本发明的结构简图。

附图标记如下：

1-动架、11-垂直架、111-锥孔、12-水平架、2-定架、3-轴向弹性连杆、31-弹性铰链、32-力传感器、4-纵向弹性连杆、5-待测量发动机主体、6-锁紧机构、61-锥顶组件、611-缸体、612-固定座、613-锥顶、7-承力座。

具体实施方式

本发明在进行对航天发动机进行自由射流试验时，由于常规的测量装置仅仅只能测量发动机轴向推力，现设计了一种可同时测量发动机轴向推力、升力以及俯仰力矩的测量装置。

以下通过附图1，对本发明的装置进行描述：

注：图中Fx为待测量发动机的轴向力，Fy代表待测量发动机的升力，Mz为待测量发动机的俯仰力矩。

该测量装置包括按照待测量发动机升力方向依次连接的定架2、纵向弹性连杆4以及动架1；