旋转爆震燃烧室内筒端面压力测试装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种轴向进气和径向进气条件下的旋转爆震燃烧室内筒端面压力测试装置，包括端盖(1)、内筒(2)、轴向进气外筒(3)、连接片(4)、转接段(5)、测压管(6)、盲板(7)和径向进气外筒(8)；端盖(1)、内筒(2)和不锈钢测压管(6)为共有结构，轴向进气外筒(3)、连接片(4)和转接段(5)为轴向进气条件下使用的结构，盲板(7)和径向进气外筒(8)为径向进气条件下使用的结构。端盖上有静压测点，通过不锈钢测压管(6)引出压力进行测量。能够在不影响尾部流场的条件下获得端面静压值，计算底部阻力。计算底部阻力。计算底部阻力。

【技术实现步骤摘要】
旋转爆震燃烧室内筒端面压力测试装置


[0001]本专利技术属于航空发动机
，具体涉及一种轴向进气和径向进气条件下的旋转爆震燃烧室内筒端面压力测试装置。

技术介绍

[0002]目前，采用布莱顿循环的传统航空发动机发展进入了“瓶颈”，性能提升的空间已然不大。爆震发动机由于采用新的热力学循环，将燃烧方式从缓燃燃烧转为爆震燃烧，理论上具有自增压、循环效率高、熵增小和释热速率快等优势，能够显著提航空发动机的整体性能。
[0003]旋转爆震发动机是主要采用爆震燃烧的发动机之一，其燃烧室大多为环形，由外筒和内筒组成。新鲜反应物源源不断从燃烧室头部供应，经过一段距离的掺混后被点火装置引燃，在环形通道内形成单个或多个沿圆周方向运动的爆震波头。反应物被波头消耗后形成高焓燃烧产物，经燃烧室出口或喷管高速排出，从而产生推力。
[0004]然而，目前旋转爆震发动机的性能优势还没有充分发挥出来。虽然理论上存在正的总压增益，但是国际上还没有出现相应的实验结果。为准确测量旋转爆震发动机的总压增益，出现了等效可用压力方法(EAP，Equivalent Available Pressure)，其核心在于得到发动机的实际推力。由于采用环形结构，尾流的引射作用会在内筒端面处产生负压区，从而出现阻力，大约占推力测量值的10
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20％左右。为得到底部阻力值，必须要测得内筒端面压力分布情况。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种旋转爆震燃烧室内筒端面压力测试装置，包括端盖1、内筒2、轴向进气外筒3、连接片4、转接段5、测压管6、盲板7和径向进气外筒8；端盖1、内筒2和不锈钢测压管6为共有结构，轴向进气外筒3、连接片4和转接段5为轴向进气条件下使用的结构，盲板7和径向进气外筒8为径向进气条件下使用的结构；其中
[0006]1)轴向进气条件下的内筒端面压力测试装置；
[0007]端盖1为具有一定厚度的圆盘结构，靠近外圆周处、沿圆周方向均匀布置有多个半沉头通孔，沿圆盘的一个半径方向布置有数个测压孔；测压孔与半沉头通孔的位置关系是固定的；
[0008]内筒2整体为中空圆柱体，中间靠左位置处设置有沿径向向外的喉道，喉道截面形状为没有底边的等腰梯形，梯形上底小于下底，下底在内筒2中空圆柱体的外表面上；内筒2与端盖1同轴连接，在靠近右侧出口位置处的内壁面布置有多个凸台，凸台上布置螺纹孔，与端盖上的多个半沉头通孔位置相同，半沉头螺钉经由自右而左将燃烧室内筒2和端盖1连接，保证端盖右侧平面与内筒2右端面重合；内筒2左侧端面布置内法兰，其上开有环形槽，并设置与所述装置轴向相平行的多个通孔；环形槽的圆心在所述装置轴线上；通孔在环形槽内部；
[0009]轴向进气外筒3整体为中空圆柱体，左侧端面布置外法兰，其上开有环形槽，并设置与所述装置轴向相平行的多个通孔；内筒2和轴向进气外筒3是同轴的，并且两侧端面平齐；
[0010]连接片4布置在内筒2和轴向进气外筒3前方，整体为中间镂空的环形结构，包括同心的内环和外环，该圆心在所述装置的轴线上，内外环之间通过多个均匀布置的肋板连接；内外环上均布置多个通孔，两者通孔的数量一样，内外环右侧分别布置一个环形槽，两者是同心的；内环右侧环形槽和通孔与内筒2左端面设置的环形槽和通孔位置、形状、尺寸对应，外环右侧环形槽和通孔与轴向进气外筒3左端面设置的环形槽和通孔位置、形状、尺寸对应；其中，通过固定机构将内环与内筒2同轴连接；内外环左侧端面亦分别布置有两个一个同心的环形凸台，环形凸台圆心在所述装置的轴线上；
[0011]转接段5整体为中空圆柱体，自右向左依次包括：具有内环的外法兰、空心圆柱段、空心圆台段、国际法兰；具有内环的外法兰中，内环与外法兰之间通过多个均匀分布的肋板连接，肋板的形状和大小与连接片4中的肋板完全一样；外法兰右端面布置环形槽，并设置与所述装置轴向相平行的多个通孔，内环为一个带有底部的空心圆柱体，底部呈圆环形，圆环形底部中心处是一个通孔，内环、肋板、外法兰高度一致；内环右端面环形槽和连接片4内环左端面设置的环形环形凸台位置、形状、尺寸对应，二者之间扣合连接；外法兰右端面环形槽和连接片4外环左端面设置的环形槽位置、形状、尺寸对应，外法兰右端面通孔与连接片4外环通孔位置对应，用于通过固定机构对转接段5右端面、连接片4和轴向进气外筒3同轴安装；其中连接片4左侧的环形凸台能完全放入转接段5内环和外法兰的环形槽中；空心圆台段右端与空心圆柱段左端尺寸完全一致，二者一体化形成，空心圆台段左端尺寸小于右端尺寸；国际法兰与空心圆台段左端固定连接，国际法兰的圆心在所述装置的轴线上；转接段5空心圆柱段的外壁面开有通孔，与转接段5右侧内环中间的圆孔通过焊接的弯管进行联通，该弯管用于穿过不锈钢测压管6；不锈钢测压管6在转接段5中的部分置于弯管中；
[0012]不锈钢测压管6为多根不锈钢管，右端分别焊接在端盖1的测压孔位置处，每个测压孔焊接一根不锈钢管，向左依次穿过内筒2、连接片4的内环孔、转接段5，在转接段5的空心圆柱段向其外壁面孔弯折，通过弯管达到转接段5的外壁面；不锈钢测压管6到达转接段5的外壳体后与传感器连接进行压力测量；
[0013]2)径向进气条件下的内筒端面压力测试装置；
[0014]此时，拆除转接段5，并将连接片4更换成盲板7；采用径向进气外筒8替代轴向进气外筒3，径向进气外筒8与轴向进气外筒3整体构型相同，唯一区别在于：径向进气外筒8在靠近左侧端面法兰处沿圆周方向开有多个进气孔，进气孔为圆形，用于径向进气；盲板7为非镂空的环形板结构，中间的圆孔用于不锈钢测压管6穿过；因此，盲板7左侧为有孔平板，右侧布置的环形槽和通孔与连接片4右侧布置完全一样，盲板7与内筒2及径向进气外筒8的连接和密封方式与轴向进气条件下的内筒端面压力测试装置相同。
[0015]上述旋转爆震燃烧室内筒端面压力测试装置的工作过程如下：
[0016]在轴向进气条件下，当爆震发动机工作时，出口会产生高速射流，使得内筒端面附近产生负压区；端盖1上面的静压测点能够获得压力的变化情况，并将其通过多根不锈钢测压管6进行传递；不锈钢测压管6自端盖1始，向上游方向依次经过内筒2、连接片4和转接段5，最终达到转接段5的外壳体，不锈钢测压管6从端盖1延伸进入转接段5时基本为直线型，
由于出口位于转接段5侧壁，因此不锈钢测压管6在转接段5内弯曲，从而得以从出口伸出；进入转接段5的气体通过连接片4镂空的部分进入环形通道；通过安装在出口处不锈钢测压管6上的压力传感器进行压力测量；由于不锈钢测压管6的内径较小，粘性损失较大，能够降低压力脉动，从而获得较为稳定的静压值；
[0017]在径向进气条件下，当爆震发动机工作时，出口会产生高速射流，使得内筒端面附近产生负压区；端盖1上面的静压测点能够获得压力的变化情况，并将其通过不锈钢管进行传递；不锈钢测压管6向上游方向依次经过内筒2和盲板7并从盲板7伸出，通过安装在盲板7左侧不锈钢管端部的压力传感器进行压力测量；气体从径向进气外筒8周向均匀部置的多个本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.旋转爆震燃烧室内筒端面压力测试装置，其特征在于，包括端盖(1)、内筒(2)、轴向进气外筒(3)、连接片(4)、转接段(5)、测压管(6)、盲板(7)和径向进气外筒(8)；端盖(1)、内筒(2)和不锈钢测压管(6)为共有结构，轴向进气外筒(3)、连接片(4)和转接段(5)为轴向进气条件下使用的结构，盲板(7)和径向进气外筒(8)为径向进气条件下使用的结构；其中1)轴向进气条件下的内筒端面压力测试装置；端盖(1)为具有一定厚度的圆盘结构，靠近外圆周处、沿圆周方向均匀布置有多个半沉头通孔，沿圆盘的一个半径方向布置有数个测压孔；测压孔与半沉头通孔的位置关系是固定的；内筒(2)整体为中空圆柱体，中间靠左位置处设置有沿径向向外的喉道，喉道截面形状为没有底边的等腰梯形，梯形上底小于下底，下底在内筒(2)中空圆柱体的外表面上；内筒(2)与端盖(1)同轴连接，在靠近右侧出口位置处的内壁面布置有多个凸台，凸台上布置螺纹孔，与端盖上的多个半沉头通孔位置相同，半沉头螺钉经由自右而左将燃烧室内筒(2)和端盖(1)连接，保证端盖右侧平面与内筒(2)右端面重合；内筒(2)左侧端面布置内法兰，其上开有环形槽，并设置与所述装置轴向相平行的多个通孔；环形槽的圆心在所述装置轴线上；通孔在环形槽内部；轴向进气外筒(3)整体为中空圆柱体，左侧端面布置外法兰，其上开有环形槽，并设置与所述装置轴向相平行的多个通孔；内筒(2)和轴向进气外筒(3)是同轴的，并且两侧端面平齐；连接片(4)布置在内筒(2)和轴向进气外筒(3)前方，整体为中间镂空的环形结构，包括同心的内环和外环，该圆心在所述装置的轴线上，内外环之间通过多个均匀布置的肋板连接；内外环上均布置多个通孔，两者通孔的数量一样，内外环右侧分别布置一个环形槽，两者是同心的；内环右侧环形槽和通孔与内筒(2)左端面设置的环形槽和通孔位置、形状、尺寸对应，外环右侧环形槽和通孔与轴向进气外筒(3)左端面设置的环形槽和通孔位置、形状、尺寸对应；其中，通过固定机构将内环与内筒(2)同轴连接；内外环左侧端面亦分别布置有两个一个同心的环形凸台，环形凸台圆心在所述装置的轴线上；转接段(5)整体为中空圆柱体，自右向左依次包括：具有内环的外法兰、空心圆柱段、空心圆台段、国际法兰；具有内环的外法兰中，内环与外法兰之间通过多个均匀分布的肋板连接，肋板的形状和大小与连接片(4)中的肋板完全一样；外法兰右端面布置环形槽，并设置与所述装置轴向相平行的多个通孔，内环为一个带有底部的空心圆柱体，底部呈圆环形，圆环形底部中心处是一个通孔，内环、肋板、外法兰高度一致；内环右端面环形槽和连接片(4)内环左端面设置的环形环形凸台位置、形状、尺寸对应，二者之间扣合连接；外法兰右端面环形槽和连接片(4)外环左端面设置的环形槽位置、形状、尺寸对应，外法兰右端面通孔与连接片(4)外环通孔位置对应，用于通过固定机构对转接段(5)右端面、连接片(4)和轴向进气外筒(3)同轴安装；其中连接片(4)左侧的环形凸台能完全放入转接段(5)内环和外法兰的环形槽中；空心圆台段右端与空心圆柱段左端尺寸完全一致，二者一体化形成，空心圆台段左端尺寸小于右端尺寸；国际法兰与空心圆台段左端固定连接，国际法兰的圆心在所述装置的轴线上；转接段(5)空心圆柱段的外壁面开...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴云，周剑平，宋飞龙，杨兴魁，陈鑫，
申请(专利权)人：中国人民解放军空军工程大学，
类型：发明
国别省市：