航空發(fā)動機矢量噴管六分量測力系統(tǒng)研制.pdf

1、隨著現(xiàn)代航空工業(yè)的迅速發(fā)展，推力矢量技術(shù)作為現(xiàn)代戰(zhàn)斗機的必備技術(shù)，已經(jīng)得到越來越多的重視。發(fā)展矢量噴管技術(shù)，開展對矢量噴管的研究與試驗，成為國際航空界的共識和研發(fā)的熱點。因此，常規(guī)的單分力噴管試驗臺已經(jīng)不能滿足需求，為此目的，我們開展具有工程實用性質(zhì)的航空發(fā)動機矢量噴管六分量測力系統(tǒng)的研制。
　　本項目是國內(nèi)首次將應(yīng)變式測力天平應(yīng)用于航空發(fā)動機推力矢量測量領(lǐng)域，并解決了噴管模型試驗器進氣管道與測力平臺的連接難題，系統(tǒng)具有大載荷、高

2、精度、穩(wěn)定性好的優(yōu)點。系統(tǒng)達到了設(shè)計技術(shù)要求，能夠滿足矢量噴管推力測量試驗的需要。
　　系統(tǒng)由五大部件組成，包括：天平固定基座、六分量天平、噴管試驗裝置、固定進氣管道和靜校原位加載裝置。其中，六分量天平是整套測量系統(tǒng)的核心部件，設(shè)計為裝配式盒式天平結(jié)構(gòu)，由固定框、浮動框和四個高精度三維力傳感器組成，并裝配為一個整體。噴管模型試驗裝置（包括集氣室、燃燒室、穩(wěn)定段、噴管模型及支架等）都安裝在測力天平之上。
　　針對噴管模型試驗器

3、進行熱態(tài)試驗時內(nèi)部氣體溫度高達2000K的實際情況，系統(tǒng)在設(shè)計中采取了多種熱防護措施，包括穩(wěn)定段夾層通冷卻水、增設(shè)溫度膨脹節(jié)、增大散熱面積和延長熱傳遞距離以及對測力天平進行溫度補償?shù)?，確保系統(tǒng)在進行高溫?zé)釕B(tài)試驗時，整套系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的安全和系統(tǒng)測量的精度。
　　采用一組全對稱彈性波紋管（兩只）作為矢量推力測量平臺與固定進氣管道之間的引氣裝置，圓滿地解決了噴管模型試驗器試驗時氣源供應(yīng)對系統(tǒng)測力影響較大的難題，解決了由篦齒進氣結(jié)構(gòu)方式造成的

4、氣體泄漏從而產(chǎn)生噴管流量無法測量和試驗現(xiàn)場噪聲巨大的問題。引氣裝置對測量系統(tǒng)的影響，通過軟、硬件設(shè)計以及系統(tǒng)的靜態(tài)、動態(tài)校準(zhǔn)來修正和消除。
　　采用單元加載與綜合加載相結(jié)合的混合加載方法進行測量系統(tǒng)原位靜態(tài)校準(zhǔn)；動校校準(zhǔn)則先進行氣體無流動狀態(tài)動校試驗，再進行標(biāo)準(zhǔn)矢量噴管模型性能試驗，并針對試驗數(shù)據(jù)進行理論分析，在天平靜態(tài)校準(zhǔn)公式的基礎(chǔ)上，引入溫度、壓力參數(shù)作為自變量，對測力系統(tǒng)使用公式進行了修正，最終完成航空發(fā)動機矢量噴管六分量測