[发明专利]真空环境下姿轨控发动机高低温振动试验系统及试验方法

权利要求书

1.一种真空环境下姿轨控发动机高低温振动试验系统，其特征在于，包括真空舱(1)、振动加载系统、降温系统、加热系统、支架(5)、试验件转接件(6)；

所述振动加载系统包括振动台(21)，以及与振动台(21)分别连接的振动控制机构、数据采集机构；所述振动台(21)设置在真空舱(1)内底面的导轨(11)上，振动台(21)上设置所述支架(5)，所述试验件转接件(6)同轴设置在振动台(21)的动圈(211)上，试验件转接件(6)上端用于设置待试验发动机；所述振动控制机构用于控制振动台(21)振动，所述数据采集机构用于采集振动台(21)的振动信息；

所述降温系统用于在待试验发动机周围形成低温环境，其包括互相连接的冷板机构(31)和冷媒供应机构(32)，所述冷板机构(31)设置在支架(5)顶部，且位于待试验发动机四周及上方，冷板机构(31)在待试验发动机出口处设置有开口；所述冷媒供应机构(32)设置在真空舱(1)外；

所述加热系统用于在待试验发动机周围形成高温环境，其包括加热装置(41)加热控制装置(42)；所述加热装置(41)设置在冷板机构(31)内部，且位于待试验发动机四周，加热装置(41)在待试验发动机出口处设置有开口；所述冷却装置设置在加热装置(41)上；所述加热控制装置(42)与加热装置(41)互相连接。

2.根据权利要求1所述的真空环境下姿轨控发动机高低温振动试验系统，其特征在于：所述振动控制机构包括设置在真空舱(1)外的振动控制仪(221)、功率放大器(222)，振动控制仪(221)的输出端连接功率放大器(222)的输入端，功率放大器(222)的输出端与振动台(21)的动圈(211)连接；所述数据采集机构包括设置在振动台(21)的动圈(211)上的传感器(231)、设置在真空舱(1)外的数据采集器(232)，传感器(231)的输出端与所述数据采集器(232)的输入端连接。

3.根据权利要求2所述的真空环境下姿轨控发动机高低温振动试验系统，其特征在于：所述真空舱(1)舱壁上设置有供电穿舱法兰(7)，所述加热控制装置(42)设置在真空舱(1)外，且通过供电穿舱法兰(7)与加热装置(41)采用电缆连接，电缆位于真空舱(1)内的部分设置有冷压套管，冷压套管端部采用绝缘胶带包覆，绝缘胶带外套设有热缩管。

4.根据权利要求3所述的真空环境下姿轨控发动机高低温振动试验系统，其特征在于：所述供电穿舱法兰(7)包括导电棒(71)、套设在导电棒(71)上的密封件(72)；所述密封件(72)两端分别设置有套设在导电棒(71)上的第一保护套(73)、第二保护套(74)；所述导电棒(71)穿过真空舱(1)舱壁，所述密封件(72)与真空舱(1)外壁固定，所述第二保护套(74)伸入真空舱(1)内。

5.根据权利要求4所述的真空环境下姿轨控发动机高低温振动试验系统，其特征在于：所述密封件(72)包括与第一保护套(73)连接的第一密封环(721)、与第二保护套(74)连接的第二密封环(722)、设置在第一密封环(721)与第二密封环(722)之间的密封圈(723)，以及设置在密封圈(723)与第二密封环(722)之间的压环(724)。

6.根据权利要求5所述的真空环境下姿轨控发动机高低温振动试验系统，其特征在于：所述加热系统还包括冷却装置，所述加热装置(41)采用多组钨丝石英灯阵组合，所述冷却装置的介质采用氮气。

7.根据权利要求6所述的真空环境下姿轨控发动机高低温振动试验系统，其特征在于：所述冷板机构(31)的内部介质采用液氮和/或低温酒精，所述冷媒供应机构(32)包括低温循环泵，以及穿过真空舱(1)舱壁的低温介质通道，低温循环泵通过低温介质通道与冷板机构(31)互相连接。

8.根据权利要求1至7任一所述的真空环境下姿轨控发动机高低温振动试验系统，其特征在于：所述振动控制机构还包括设置在振动台(21)的动圈(211)外围的冷却风罩。

9.一种真空环境下姿轨控发动机高低温振动试验方法，采用权利要求1所述真空环境下姿轨控发动机高低温振动试验系统，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、将待试验发动机通过试验件转接件(6)设置在振动台(21)的动圈(211)上，并连接振动控制机构、数据采集机构、降温系统、加热系统；

步骤2、在冷板机构(31)、振动台(21)及待试验发动机上的预设位置通过点焊或粘贴设置温度测点；

步骤3、关闭真空舱(1)，进行抽真空，抽真空至1000Pa以下；

步骤4、真空低温振动试验；

开启降温系统，当待试验发动机温度达到预设低温值后，启动振动加载系统，采用随机振动模式，进行随机振动试验；通过振动初始化及均衡后，随机振动启动，试验结束后，通过数据采集机构输出温度及振动数据，并关闭降温系统、振动加载系统，即完成发动机低温振动试验；

步骤5、真空高温振动试验；

开启加热系统，当待试验发动机温度达到预设高温值后，启动振动加载系统，采用随机振动模式，进行随机振动试验；通过振动初始化及均衡后，随机振动启动，试验结束后，通过数据采集机构输出温度及振动数据，并关闭加热系统、振动加载系统，即完成发动机高温振动试验；

步骤6、冲击环境模拟试验；

启动振动加载系统，采用冲击振动模式，设定冲击量级及间隔持续时间；通过振动初始化及均衡后，冲击振动启动；试验结束后，通过数据采集机构输出振动数据，并关闭振动加载系统，即完成发动机冲击环境模拟试验。