【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亚跨声速变角度进发直连风洞试验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。亚跨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高速风洞中进行测试，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高速风洞试验模型，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，某些进发直连试验为了测试更多状态下的数据，还要求模型迎角可变，极大的长度和变迎角要求会带来更多难题。为了在高速暂冲风洞中开展亚跨声速进发直连试验，需要解决测试设备支撑、变迎角等难题。
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。由于投放机构自身的变迎角系统无法承载超大尺寸的模型和发动机，因此可在支撑系统中研制变迎角系统，整体改变模型和发动机迎角。通常，考虑多因素制约，支撑系统的旋心不在模型进气口附近，支撑系统改变迎角后，模型进气口位置会发生改变，依靠
3、考虑到设计、制造、安装调整以及通用性等因素，亚跨声速变迎角进发直连风洞试验的支撑系统包含变迎角支撑平台、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、模型支撑装置作为支撑系统三大核心部分之一，为了满足亚跨声速变迎角进发直连试验的要求，需要专门研制模型支撑装置，可与模型组装为一个整体；该模型支撑装置应有足够的强度和刚度，能够亚跨声速试验的载荷，并且当模型受载后，其轴向位移应尽量小，避免将模型的轴向力传递到发动机上，导致模型或者发动机损坏；最后模型支撑装置的堵塞度应尽量小、重量应尽量轻，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、本专利技术的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。
2、为了实现本专利技术的这些目的和其它优点，提供了一种亚跨声速变角度进发直连风洞试验发动机台架，包括：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、设置在台架座外部，并与发动机的安装位置相配合的整流罩；
5、对发动机附件进行支撑，并提供三向位置调整的附件机匣支架；
6、其中，所述台架座设置为多层积木结构，所述台架座的底板左右两侧分别设置有将台架高度升高的多根主纵梁，所述主纵梁上方设置有多根主横梁、多张主立板；
7、发动机台架通过台架座的底板与变角度支撑平台连接，底板与变角度支撑平台之间的连接孔在纵向上设置为长孔。
8、优选的是，所述台架座还包括：
9、分别与支撑件ⅰ、支撑件ⅱ相配合的多块安装板、两根立柱ⅰ；
10、其中，主立板成对设置在整流罩两侧，各安装板设置在主立板顶部平面上以构建支撑件ⅰ的安装位，所述安装板通过其上设置的键槽、螺栓与支撑件ⅰ进行固定；
11、各立柱ⅰ均焊接在主立板下游的左右两侧，所述立柱ⅰ通过顶部横梁ⅰ与支撑件ⅱ连接。
12、优选的是，所述台架座还包括：与整流罩相配合的支撑框架，所述支撑框架包括：
13、设置在主横梁上部，且位于主立板内侧的两根长矩管；
14、设置在长矩管之间的多组横矩管；
15、设置在长矩管上多根立柱ⅱ；
16、设置在立柱ⅱ上方的左右两侧各焊接一根长角钢；
17、其中，所述长角钢在与各立柱ⅱ对应的位置上分别设置有可拆卸的顶部横梁，以在空间上构建六面体结构的封闭框架。
18、优选的是，所述主立板的顶部端面在空间上呈台阶状，且同侧相邻两主立板上下端面均通过短横板进行连接。
19、优选的是，所述支撑件ⅰ头部的圆柱段与发动机主安装节的轴承孔对接，且支撑件ⅰ内部设有可沿头部圆柱段的轴向移动的“t”型螺纹，所述支撑件ⅰ底座带键槽，与主安装节安装板通过键传力。
20、优选的是，所述支撑件ⅱ设置为吊挂式结构，所述支撑件ⅱ包括：
21、与顶部横梁ⅰ上安装孔相配合的细牙螺钉；
22、与细牙螺钉相配合的万向拉杆机构。
23、优选的是，所述附件机匣支架被配置为具有三层结构，以在空间上通过各层对应用方向上的调整，完成与发动机对接口的对接操作。
24、一种亚跨声速变角度进发直连风洞试验发动机台架的设计方法，包括：
25、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，采用保守计算方法对主横梁a、b，主纵梁c、d所受最大弯矩进行计算；
26、s2、基于s1得到的各最大弯矩以及材料许用抗拉应力，基于下式计算主横梁、主纵梁截面的最小允许抗弯截面模量 wzmin，再确定主横梁、主纵梁数模截面的惯性矩 i z及形状和尺寸：
27、
28、上式中， m z为最大俯仰力矩， y max为主横梁或主纵梁形心到主横梁或主纵梁上的点在y方向最大距离；
29、s3、基于发动机的重心位置和重量，计算出主安装节上2个支点、副安装节上1个支点的y向载荷，以根据副安装节的y向载荷计算与支撑件ⅱ配合的顶部横梁的最大弯矩，再通过理论计算以确定对应截面尺寸；
30、s4、在理论计算完成后，通过有限元分析对设计结果进行校核。
31、本专利技术至少包括以下有益效果：通过提供一种专用于亚跨声速变迎角进发直连风洞试验支撑平台，该支撑平台具有设计加工难度较低本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种亚跨声速变角度进发直连风洞试验发动机台架，其特征在于，包括：与发动机相配合的台架座；
2.如权利要求1所述的亚跨声速变角度进发直连风洞试验发动机台架，其特征在于，所述台架座还包括：
3.如权利要求1所述的亚跨声速变角度进发直连风洞试验发动机台架，其特征在于，所述台架座还包括：与整流罩相配合的支撑框架，所述支撑框架包括：
4.如权利要求3所述的亚跨声速变角度进发直连风洞试验发动机台架，其特征在于，所述主立板的顶部端面在空间上呈台阶状，且同侧相邻两主立板上下端面均通过短横板进行连接。
5.如权利要求1所述的亚跨声速变角度进发直连风洞试验发动机台架，其特征在于，所述支撑件Ⅰ头部的圆柱段与发动机主安装节的轴承孔对接，且支撑件Ⅰ内部设有可沿头部圆柱段的轴向移动的“T”型螺纹，所述支撑件Ⅰ底座带键槽，与主安装节安装板通过键传力。
6.如权利要求2所述的亚跨声速变角度进发直连风洞试验发动机台架，其特征在于，所述支撑件Ⅱ设置为吊挂式结构，所述支撑件Ⅱ包括：
7.如权利要求1所述的亚跨声速变角度进发直连风洞试验发动机台
8.一种如权利要求1-7任一项所述亚跨声速变角度进发直连风洞试验发动机台架的设计方法，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种亚跨声速变角度进发直连风洞试验发动机台架，其特征在于，包括：与发动机相配合的台架座；
2.如权利要求1所述的亚跨声速变角度进发直连风洞试验发动机台架，其特征在于，所述台架座还包括：
3.如权利要求1所述的亚跨声速变角度进发直连风洞试验发动机台架，其特征在于，所述台架座还包括：与整流罩相配合的支撑框架，所述支撑框架包括：
4.如权利要求3所述的亚跨声速变角度进发直连风洞试验发动机台架，其特征在于，所述主立板的顶部端面在空间上呈台阶状，且同侧相邻两主立板上下端面均通过短横板进行连接。
5.如权利要求1所述的亚跨声速变角度进发直连风洞试验发动机台架，其特征在于，...
【专利技术属性】
技术研发人员：叶成，达兴亚，周游天，曾利权，黄昊宇，黄辉，刘为杰，刘文知，彭秋林，彭建新，
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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