【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及高速空气动力试验设备设计领域。更具体地说，本专利技术涉及一种用于超声速进发直连风洞试验的发动机台架及设计方法。
技术介绍
1、高速风洞是空气动力试验高速范围的关键试验装置，用于准确模拟和测量多种条件下飞行器的气动特性。超声速进发直连风洞试验将超大型模型、航空发动机等测试设备全部支撑到大型超声速风洞中进行测试，以获取模型（或进气道）和发动机在特定工况下的匹配性能，为相关模型或者发动机的修改或定型提供依据。由于此类测试用到的航空发动机通常是真实无缩比发动机，因此模型通常缩比为1，测试设备总体尺寸远大于普通风洞试验模型，其载荷、尺寸远超风洞模型支撑机构支撑极限，这给测试设备的支撑带来极大困难，部分进发直连风洞试验的模型及发动机总长达到风洞允许的上限，此问题更加严峻。同时，在暂冲式风洞开展超声速进发直连试验，超声速流场建立过程会产生强大冲击，该冲击可能会破坏流场中的测试设备、支撑装置，并影响发动机的安全运转。为了在暂冲风洞中开展超声速进发直连试验，需要解决测试设备支撑、超声速气流冲击等难题。
2、通常，具备开展进发直连试验的风洞一般配备有带竖直方向投放功能的多自由度模型支撑机构（以下简称投放机构），以适应不同试验的支撑需求。在具备投放机构的基础上，可以针对性设计超大型支撑系统，该支撑系统固定在投放机构上，以支撑模型和航空发动机。另外，在暂冲式风洞中开展超声速进发直连试验，可采用投放方式进行试验，当流场未稳定建立前，测试设备位于流场外部，当流场稳定建立后，通过投放机构将测试设备整体投放到超声速流场中，此方式可大幅
3、考虑到设计、制造、安装调整以及通用性等因素，超声速进发直连试验的支撑系统包含支撑平台、模型支撑装置和发动机台架三大部分，开展进发直连试验前，通常还要开展前导进气道试验，此时，需要把航空发动机更换为流量测量和调节装置。因此，支撑系统的三大部分之间应互相独立，易于组装调整，具备通用性。
4、发动机台架作为支撑系统三大核心部分之一，为了满足超声速进发直连试验的要求，需要为此专门研制发动机台架，连接支撑平台，并支撑航空发动机，可与航空发动机组装为整体，该发动机台架应有足够大的强度和刚度，承受发动机推力后，位移应尽量小，避免模型与发动机之间产生较大的作用力；发动机台架的堵塞度应尽量小、重量应尽量轻；还要研制整流罩，保护好发动机，避免超声速流场直接冲刷发动机；在整流罩的包裹下，还要考虑发动机安装、检查、拆卸的便利性。以上要求可看出用于风洞试验的发动机台架与普通发动机台架有极大差别，而现有技术中，还没有针对亚跨声速变迎角进发直连风洞试验的发动机台架可以进行直接应用。
技术实现思路
1、为了实现本专利技术的这些目的和其它优点，提供了一种用于超声速进发直连风洞试验的发动机台架，包括：
2、与发动机相配合的台架座；
3、分别与主安装节、副安装节相配合的支撑件ⅰ、支撑件ⅱ；
4、通过支撑架设置在台架座上的整流罩；
5、其中，所述台架座主体结构的各钢板表面均被配置为气流方向平行；
6、所述台架座包括三根主横梁以及布置在主横梁两侧的主立板组；
7、支撑件ⅰ、支撑件ⅱ分别通过相配合的安装板ⅰ、安装板ⅱ固定在台架座的主立板组上。
8、优选的是，所述主立板组由两块相对设置的主立板构成，且各主立板在与支撑件ⅰ相配合的位置上设置有突出部；
9、其中，各主立板上均设置有多个减重孔。
10、优选的是，各主立板在沿整流罩的布局方向上设置有空间位置高于主横梁的多根副横梁；
11、所述支撑架设置在各副横梁上，且各支撑架上分别设置有与整流罩外形结构相匹配的型面。
12、优选的是，所述发动机台架座上设置有与外部支撑平台相配合的长孔，以通过发动机台架在支撑平台上整体移动，实现气流方向上的位置调整。
13、优选的是，还包括：设置在整流罩外，并在空间上对支撑件ⅰ进行包裹的挡板组件；
14、其中，所述挡板组件的底部贴紧整流罩，后部贴紧支撑件ⅰ；
15、所述挡板组件的前方设置有斜劈板，以使斜劈板的外表面与气流方向具有夹角α，且α≤30°。
16、优选的是，所述整流罩整体为四角倒圆的矩形薄板结构；
17、其中，所述整流罩沿纵向分为多段，且每段均分为上下两半结构，且上下两半相配合的位置上均设置有对接翻边；
18、所述对接翻边通过l型金属连接块夹紧，并通过螺栓将每段连接成为整体。
19、优选的是，所述安装板ⅰ上设置有与支撑件ⅰ相配合的键槽，支撑件ⅰ的侧面垂直于气流方向，包括：
20、与发动机主安装节上轴承对接的头部圆柱段；
21、与安装板ⅰ相配合的安装座，其内设有可沿头部圆柱段轴向移动的t型螺纹，所述安装座底部镶嵌平键。
22、优选的是，所述支撑件ⅱ包括：
23、与发动机台架座在水平方向上进行平面对接的底板；
24、设置在底板上，以抬高空间上高度位置的双层支架；
25、设置在顶层支架一侧，分别带左右旋螺纹的两组拉杆；
26、将两组拉杆自由端连成一体，以与副安装节形成一体的连接块；
27、其中，所述双层支架的两侧加强筋均垂直于气流方向进行布局。
28、一种发动机台架的设计方法，包括：
29、s1、设f为发动机推力，gf为发动机重量，gf＇为发动机台架重量，a、b、c三点为与支撑平台连接的主横梁，其连接后为超静定结构，采用保守计算方法对三个主横梁a、b、c所受载荷进行计算，以根据a、b、c所受的最大载荷计算最大弯矩 m x；
30、s2、基于s1得到的最大弯矩 m x以及材料许用抗拉应力，计算三个横梁a、b、c截面允许最小抗弯截面模量 w x，以确定数模中三个横梁a、b、c横截面的惯性矩 i x和高度尺寸参数； 本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于超声速进发直连风洞试验的发动机台架，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的用于超声速进发直连风洞试验的发动机台架，其特征在于，所述主立板组由两块相对设置的主立板构成，且各主立板在与支撑件Ⅰ相配合的位置上设置有突出部；
3.如权利要求2所述的用于超声速进发直连风洞试验的发动机台架，其特征在于，各主立板在沿整流罩的布局方向上设置有空间位置高于主横梁的多根副横梁；
4.如权利要求1所述的用于超声速进发直连风洞试验的发动机台架，其特征在于，所述发动机台架座上设置有与外部支撑平台相配合的长孔，以通过发动机台架在支撑平台上整体移动，实现气流方向上的位置调整。
5.如权利要求1所述的用于超声速进发直连风洞试验的发动机台架，其特征在于，还包括：设置在整流罩外，并在空间上对支撑件Ⅰ进行包裹的挡板组件；
6.如权利要求1所述的用于超声速进发直连风洞试验的发动机台架，其特征在于，所述整流罩整体为四角倒圆的矩形薄板结构；
7.如权利要求1所述的用于超声速进发直连风洞试验的发动机台架，其特征在于，所述安装板Ⅰ上设置有与
8.如权利要求1所述的用于超声速进发直连风洞试验的发动机台架，其特征在于，所述支撑件Ⅱ包括：
9.一种如权利要求1-8任一项所述发动机台架的设计方法，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种用于超声速进发直连风洞试验的发动机台架，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的用于超声速进发直连风洞试验的发动机台架，其特征在于，所述主立板组由两块相对设置的主立板构成，且各主立板在与支撑件ⅰ相配合的位置上设置有突出部；
3.如权利要求2所述的用于超声速进发直连风洞试验的发动机台架，其特征在于，各主立板在沿整流罩的布局方向上设置有空间位置高于主横梁的多根副横梁；
4.如权利要求1所述的用于超声速进发直连风洞试验的发动机台架，其特征在于，所述发动机台架座上设置有与外部支撑平台相配合的长孔，以通过发动机台架在支撑平台上整体移动，实现气流方向上的位置调整。
5.如...
【专利技术属性】
技术研发人员：叶成，熊能，张胜，白本奇，蒋明华，李聪健，曾利权，董宾，张哲凡，刘文知，周前进，
申请(专利权)人：中国空气动力研究与发展中心高速空气动力研究所，
类型：发明
国别省市：
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