【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于发动机，具体涉及一种应用于发动机性能测试的半导体盒式天平及其试验方法。
技术介绍
1、在自由射流风洞中进行发动机推阻性能测试试验时，受试验模型质量大、气动载荷大、试验开关车时气动载荷冲击大等限制，天平要求响应速度快，刚度大，承受法向载荷能力强。同时，由于模型带进气道、燃烧室和尾喷管，天平无法实现内式尾支布局，一般采用外式腹支撑盒式结构形式。
2、发动机推阻试验对风洞天平的要求主要有：一是刚度要求高，发动机推力试验需存在引气装置，引气装置与进气管道连接，试验时会产生额外附加力与力矩，此外还需承受风洞启动或停车时的气动冲击力，因此推力试验用天平须有更高的刚度；二是各分量载荷不匹配，天平需承载发动机及喷管模拟装置，导致法向力和俯仰力矩载荷相对较大；三是测量精度要求高，需在冷态、热态两种情况下直接测量作用在发动机上的力和力矩；四是需耐受风洞高压舱负压及温度环境。
3、当前，亟需发展一种应用于发动机性能测试的半导体盒式天平及其试验方法。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的一个技术问题是提供一种应用于发动机性能测试的半导体盒式天平，本专利技术所要解决的另一个技术问题是提供一种应用于发动机性能测试的半导体盒式天平的试验方法，发展风洞环境下精确测量发动机推阻性能的测试技术。
2、本专利技术的应用于发动机性能测试的半导体盒式天平，其特点是，所述的半导体盒式天平的材料为f141，结构为三层堆叠结构；上层为浮动框，设置有模型支撑板接口；下层为固定框，
3、z字型弹性连杆上设置有测量梁，测量梁上粘贴半导体应变计，半导体应变计测量梁上还固定有接线端子，接线端子的接口通过导线与半导体应变计连接。
4、进一步地，所述的柔性铰链为单轴四圆弧柔性铰链；柔性铰链的主体为方形体，在方形体上开有上下、左右均对称的四个圆形通孔，左侧的圆形通孔向左侧切割上下对称并且贯通左侧壁的通道，右侧的圆形通孔与左侧的圆形通孔对应、向右侧切割上下对称并且贯通右侧壁的通道，形成中心为前后贯通的单轴，左右两侧为圆弧的单轴四圆弧柔性铰链。
5、进一步地，所述的半导体应变计为温度自补偿半导体应变计，温度自补偿半导体应变计设置有温度补偿电阻和零点补偿电阻，补偿后，半导体盒式天平的温度和零点漂移均不超过1mv。
6、本专利技术的应用于发动机性能测试的半导体盒式天平的试验方法，包括以下步骤：
7、s10.校准半导体盒式天平；
8、通过地面校准系统校准半导体盒式天平，将获得的校准公式输入自由射流风洞测控系统；
9、s20.安装半导体盒式天平；
10、将半导体盒式天平的固定框通过支撑机构接口安装在自由射流风洞的支撑机构上；将模型支撑板通过模型支撑板接口安装在浮动框上；将发动机模型安装在模型支撑板上；将发动机模型连接供气管路；将自由射流风洞测控系统的线路通过接线端子的接口连接半导体盒式天平；
11、s30.进行试验；
12、半导体盒式天平适用于风洞来流马赫数4～马赫数7；
13、当仅启动发动机模型的发动机时，进行发动机静态推力测试；
14、当仅启动自由射流风洞，具有自由射流风洞来流时，进行发动机阻力性能测试；
15、当同时启动发动机模型的发动机和自由射流风洞时，进行发动机推阻比性能测试；
16、s40.数据处理；
17、试验完成后，自由射流风洞测控系统将获取半导体盒式天平的测量数据结合校准公式进行数据处理和显示。
18、本专利技术的应用于发动机性能测试的半导体盒式天平及其试验方法具有以下特点：
19、1.半导体盒式天平刚度高，能够承载发动机及附属装置产生的附加力与力矩，还能够承受风洞启动或停车时的气动冲击力；
20、2.能够直接测量冷态、热态两种情况下发动机的推阻性能；
21、3.响应速度快，能够用于脉冲推进风洞中进行毫秒级时间长度的测量；
22、4.能够耐受风洞高压舱负压及温度环境。
23、本专利技术的应用于发动机性能测试的半导体盒式天平能够实现发动机推阻性能的高精准度测量，并承受大质量发动机模型及附属装置的重量、以及试验开关车时的大气动载荷冲击；通过使用高灵敏度的温度自补偿半导体应变计拾取天平弹性连杆上的微小应变，提高测量灵敏度，减小甚至消除温度效应，提高发动机推阻性能测量精准度和稳定性。
24、换言之，本专利技术的应用于发动机性能测试的半导体盒式天平，通过天平结构设计有效降低了天平各分量之间的干扰，提高了天平刚度。此外，天平应变传感器使用温度自补偿半导体应变计，一方面利用半导体应变计的高灵敏度提高了测力精度，另一方面，通过应变计片上温度自补偿技术，降低甚至消除了天平温度效应，从而提高了发动机推阻性能测量精准度和稳定性。同时，本专利技术的应用于发动机性能测试的半导体盒式天平的试验方法简便，适用于进行发动机静态推力测试、发动机阻力性能测试和发动机推阻比性能测试。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.应用于发动机性能测试的半导体盒式天平，其特征在于，所述的半导体盒式天平（3）的材料为F141，结构为三层堆叠结构；上层为浮动框（301），设置有模型支撑板接口；下层为固定框（302），设置有支撑机构接口；中层为测量层，包括位于四个边角和中心的Z字型弹性连杆（303）；四个边角的Z字型弹性连杆（303）的下脚固定在固定框（302）的上表面，Z字型弹性连杆（303）的上脚通过柔性铰链（304）固定在浮动框（301）的下表面；中心的Z字型弹性连杆（303）的下脚固定在固定框（302）的上表面，上脚固定在浮动框（301）的下表面，水平梁上设置有左右对称的柔性铰链（304）；
2.根据权利要求1所述的应用于发动机性能测试的半导体盒式天平，其特征在于，所述的柔性铰链（304）为单轴四圆弧柔性铰链；柔性铰链（304）的主体为方形体，在方形体上开有上下、左右均对称的四个圆形通孔，左侧的圆形通孔向左侧切割上下对称并且贯通左侧壁的通道，右侧的圆形通孔与左侧的圆形通孔对应、向右侧切割上下对称并且贯通右侧壁的通道，形成中心为前后贯通的单轴，左右两侧为圆弧的单轴四圆弧柔性铰链。
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。