一种超音速发动机试车台制造技术

一种超音速发动机试车台包括供给源，温度模拟单元，模拟舱，超音速喷管和排气引射器；供给源包括燃油供给源，氧气供给源，发动机进气供给源，酒精供给源和引射器主动气流供给源；温度模拟单元包括管体和壳体，管体位于壳体内部，管体内为第一介质通道，管体的外壁与壳体的内壁之间的空间形成第二介质通道；被试发动机位于模拟舱内；超音速喷管包括依次同轴固定连接的入口等直段，亚音速收敛段，初始超音速膨胀段和超音速膨胀段；本实用新型专利技术的超音速发动机试车台，在温度模拟单元和发动机进气口之间设置拉瓦尔型的超音速喷管，实现超音速发动机以及发动机地面试验时，超音速发动机的超音速进气状态模拟。

A Test Bench for Supersonic Engine

A test bench for supersonic engine includes a supply source, a temperature simulation unit, a simulation chamber, a supersonic nozzle and an exhaust ejector; a supply source includes a fuel supply source, an oxygen supply source, an engine intake supply source, an alcohol supply source and an active air supply source for an ejector; a temperature simulation unit includes a tube body and a shell, the tube body is inside the shell, and the tube body is the first medium channel. The space between the outer wall of the tube body and the inner wall of the shell forms a second medium passage; the engine under test is located in the simulation cabin; the supersonic nozzle includes the straight section of the inlet fixed in turn, the subsonic convergence section, the initial supersonic expansion section and the supersonic expansion section; the supersonic engine test bench of the utility model is provided between the temperature simulation unit and the engine inlet. Laval type supersonic nozzle is installed to simulate the supersonic intake state of supersonic engine and engine in ground test.

【技术实现步骤摘要】
一种超音速发动机试车台
本技术涉及试验测量
，尤其是一种超音速发动机试车台。
技术介绍
航空发动机在进行试飞前，需在地面做高空模拟试验，发动机试验时，要求一组参数，包括进气总压，进气空气流量，进气氧含量，进气总温，发动机供油油量，空气环境压力，称之为状态点，同时达到设定值及稳定后，记录其性能及参数或考核其性能。随着发动机的日趋成熟，超音速发动机的应用日趋广泛，在此基础上，用于飞机尤其是无人机的超音速发动机以及发动机地面试验时，发动机进气系统需要模拟超音速发动机的超音速进气状态，现有发动机试车台技术，对于超音速发动机进气模拟尚无成熟技术，同时对于模拟状态何时达到稳定状态也无准确的理论判定方法，导致试验模拟效果差，试验周期长，成本高，资源浪费情况严重。
技术实现思路
本技术的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种超音速发动机试车台。本技术的技术解决方案是：一种超音速发动机试车台，包括供给源，温度模拟单元，模拟舱，超音速喷管和排气引射器；供给源包括燃油供给源，氧气供给源，发动机进气供给源，酒精供给源和引射器主动气流供给源；温度模拟单元包括管体和壳体，管体位于壳体内部，管体内为第一介质通道，管体的外壁与壳体的内壁之间的空间形成第二介质通道；被试发动机位于模拟舱内；超音速喷管包括依次同轴固定连接的入口等直段，亚音速收敛段，初始超音速膨胀段和超音速膨胀段；燃油供给源通过管路与被试发动机连通，氧气供给源和发动机进气供给源分别通过管路与第二介质通道的入口连通，第二介质通道的出口通过管路与超音速喷管的入口等直段的入口连通，超音速喷管的超音速膨胀段通过管路被试发动机的进气口连通，酒精供给源经过点火器后通过管路与第一介质通道的入口连通，第一介质通道的出口与外界连通，引射器主动气流供给源通过管路与排气引射器连通，排气引射器穿过模拟舱靠近被试发动机的排气管。进一步的，入口等直段，亚音速收敛段，初始超音速膨胀段和超音速膨胀段均为中空回转体，入口等直段，亚音速收敛段，初始超音速膨胀段和超音速膨胀段的回转轴相同；亚音速收敛段的内部流道为连续收缩的圆弧的轴回转曲面，初始超音速膨胀段的内部流道为连续扩张的圆弧的轴回转曲面，超音速膨胀段的内部流道为圆台面；亚音速收敛段内部流道连续收缩圆弧的半径与初始超音速膨胀段内部流道连续扩张圆弧的半径相同，亚音速收敛段和初始超音速膨胀段的内部流道连接截面为喉道的截面；超音速膨胀段的内部流道圆台的母线与初始超音速膨胀段内部流道连续扩张圆弧的尾端相切。进一步的，连通燃油供给源与被试发动机的管路上设置有发动机燃油供给流量调节阀和发动机燃油供给截止阀。进一步的，连通氧气供给源与第二介质通道的入口的管路上设置有氧供给流量调节阀和氧供给截止阀。进一步的，连通发动机进气供给源与第二介质通道的入口的管路上设置有发动机进气供给压力调节阀。进一步的，连通酒精供给源与第一介质通道的入口的管路上设置有酒精供给流量调节阀和和酒精供给截止阀，第一介质通道的出口与外界连通。进一步的，连通引射器主动气流供给源与排气引射器的管路上设置有引射器主动气流供给压力调节阀。进一步的，喷管的亚音速收敛段内部流道连续收缩圆弧的半径至少为喉道直径的4倍。进一步的，喷管的超音速膨胀段的内部流道圆台面的母线与超音速膨胀段的回转轴的角度大于等于6°，小于等于8°。本技术与现有技术相比的优点在于：1、本技术的超音速发动机试车台，在温度模拟单元和发动机进气口之间设置拉瓦尔型的超音速喷管，实现超音速发动机以及发动机地面试验时，超音速发动机的超音速进气状态模拟。2、本技术的超音速发动机试车台，将被试发动机至于模拟舱内，模拟舱采用密封状态，通过排气引射器抽气，模拟发动机处于不同飞行高度的环境压力，通过引射器主动气流供给源为排气引射器提供引射气流，方法简单；通过燃油供给源实现对发动机的供油。3、本技术的超音速发动机试车台，通过发动机进气供给源模拟发动机进气流量，进气总压，同时，通过氧气供给源为发动机进气进行补氧并通过温度模拟单元模拟发动机的进气温度，实现了发动机进气的真实模拟，模拟精度高。4、本技术的超音速发动机试车台，设置酒精供给源，通过点火器将酒精点燃产生热量在温度模拟单元内与发动机进气换热，实现发动机进气温度的调节。5、本技术的超音速发动机试车台的使用方法，通过设置各种阀门，实现相关供给源的流量和压力可调，进而实现多状态点的模拟。附图说明图1为本技术的超音速发动机试车台结构原理图。图2为本技术的超音速发动机试车台的温度模拟单元的局部结构示意图。图3为本技术的超音速发动机试车台的超音速喷管的结构示意图。图4为本技术的超音速发动机试车台的使用方法流程图。具体实施方式在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“抵接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。本技术中的所述的压力与总压相同，均为总压，总压又称驻点压力，指气流速度等嫡滞止到零时的压力，是气流中静压与动压之和，静压是指物体在静止或者匀速直线运动时表面所受的压强，动压，物体在流体中运动时，在正对流体运动的方向的表面，流体完全受阻，此处的流体速度为0，其动能转变为压力能，压力增大，其压力称为全受阻压力，简称全压或总压，它与未受扰动处的压力即静压，之差，称为动压。本技术所述的温度与总温相同，均为总温，总温指一流体以绝热过程完全静止时，它的动能将转化为内能时反映出来的温度，其为动温和静温之和，静温是指温度计与气流相对静止时测得的温度。而动温是当气流受阻滞时动能变为热能，使气体温度升高，升高的温度即为动温。对于本技术所述的超音速发动机试车台，其在第一介质通道入口，出口，第一介质通道内，第二介质通道入口，出口，第二介质通道内，超音速喷管入口，出口，超音速喷管内均设置有温度传感器和压力传感器，所述温度传感器和压力传感器均应气流方向设置，用于测量设置传感器截面的总压和总温。一种超音发动机试车台，其用于超音速发动机高空多状态点模拟试验，尤其是适用于马赫数为1-5的超音速发动机高空多状态点模拟试验，所述状态点的参数包括发动机进气总压，进气空气流量，进气氧成分，进气总温，发动机供油油量，空气环境压本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超音速发动机试车台，其特征在于，包括供给源，温度模拟单元，模拟舱，超音速喷管和排气引射器；供给源包括燃油供给源，氧气供给源，发动机进气供给源，酒精供给源和引射器主动气流供给源；温度模拟单元包括管体和壳体，管体位于壳体内部，管体内为第一介质通道，管体的外壁与壳体的内壁之间的空间形成第二介质通道；被试发动机位于模拟舱内；超音速喷管包括依次同轴固定连接的入口等直段，亚音速收敛段，初始超音速膨胀段和超音速膨胀段；燃油供给源通过管路与被试发动机连通，氧气供给源和发动机进气供给源分别通过管路与第二介质通道的入口连通，第二介质通道的出口通过管路与超音速喷管的入口等直段的入口连通，超音速喷管的超音速膨胀段通过管路与被试发动机的进气口连通，酒精供给源经过点火器后通过管路与第一介质通道的入口连通，第一介质通道的出口与外界连通，引射器主动气流供给源通过管路与排气引射器连通，排气引射器穿过模拟舱靠近被试发动机的排气管。

【技术特征摘要】
1.一种超音速发动机试车台，其特征在于，包括供给源，温度模拟单元，模拟舱，超音速喷管和排气引射器；供给源包括燃油供给源，氧气供给源，发动机进气供给源，酒精供给源和引射器主动气流供给源；温度模拟单元包括管体和壳体，管体位于壳体内部，管体内为第一介质通道，管体的外壁与壳体的内壁之间的空间形成第二介质通道；被试发动机位于模拟舱内；超音速喷管包括依次同轴固定连接的入口等直段，亚音速收敛段，初始超音速膨胀段和超音速膨胀段；燃油供给源通过管路与被试发动机连通，氧气供给源和发动机进气供给源分别通过管路与第二介质通道的入口连通，第二介质通道的出口通过管路与超音速喷管的入口等直段的入口连通，超音速喷管的超音速膨胀段通过管路与被试发动机的进气口连通，酒精供给源经过点火器后通过管路与第一介质通道的入口连通，第一介质通道的出口与外界连通，引射器主动气流供给源通过管路与排气引射器连通，排气引射器穿过模拟舱靠近被试发动机的排气管。2.根据权利要求1所述的超音速发动机试车台，其特征在于：入口等直段，亚音速收敛段，初始超音速膨胀段和超音速膨胀段均为中空回转体，入口等直段，亚音速收敛段，初始超音速膨胀段和超音速膨胀段的回转轴相同；亚音速收敛段的内部流道为连续收缩的圆弧的轴回转曲面，初始超音速膨胀段的内部流道为连续扩张的圆弧的轴回转曲面，超音速膨胀段的内部流道为圆台面；亚音速收敛段内部流道连续收缩圆弧的半径...

【专利技术属性】
技术研发人员：许海涛，康宏博，李强，徐元元，
申请(专利权)人：北京航天三发高科技有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11