【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專(zhuān)利技術(shù)屬于風(fēng)洞試驗(yàn)，具體涉及一種激波風(fēng)洞發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)等壓燃料供應(yīng)系統(tǒng)及設(shè)計(jì)和試驗(yàn)方法。
技術(shù)介紹
1、激波風(fēng)洞能夠復(fù)現(xiàn)飛行器真實(shí)飛行環(huán)境下的氣流高總溫、高總壓條件，是目前開(kāi)展發(fā)動(dòng)機(jī)地面試驗(yàn)研究的主要設(shè)備，由于激波風(fēng)洞運(yùn)行時(shí)間較短，因此在較短的有效試驗(yàn)時(shí)間內(nèi)如何實(shí)現(xiàn)壓力穩(wěn)定、流量準(zhǔn)確的燃料快速供應(yīng)，成為發(fā)動(dòng)機(jī)地面試驗(yàn)的關(guān)鍵技術(shù)。
2、目前，常規(guī)的燃料供應(yīng)系統(tǒng)，一是采用內(nèi)置緩沖罐和穩(wěn)壓腔的方式降低沿程損失，但是，這種方式的壓力衰減不可控；二是采用補(bǔ)償氣體驅(qū)動(dòng)的方式降低壓力衰減指標(biāo)，但是，這種方式受限于幾何結(jié)構(gòu)形式，通常需要保持補(bǔ)償氣體的體積足夠大，才能保證噴注壓力在試驗(yàn)時(shí)間內(nèi)的衰減指標(biāo)滿(mǎn)足要求，對(duì)于壓力較大和要求較高的情況實(shí)現(xiàn)較為困難。
3、當(dāng)前，亟需發(fā)展一種激波風(fēng)洞發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)等壓燃料供應(yīng)系統(tǒng)及設(shè)計(jì)和試驗(yàn)方法。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專(zhuān)利技術(shù)所要解決的一個(gè)技術(shù)問(wèn)題是提供一種激波風(fēng)洞發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)等壓燃料供應(yīng)系統(tǒng)，本專(zhuān)利技術(shù)所要解決的另一個(gè)技術(shù)問(wèn)題是提供一種激波風(fēng)洞發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)等壓燃料供應(yīng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和試驗(yàn)方法，用以克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷。
2、本專(zhuān)利技術(shù)的激波風(fēng)洞發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)等壓燃料供應(yīng)系統(tǒng)，包括配氣裝置、穩(wěn)壓裝置和延遲觸發(fā)裝置，以及控制配氣裝置、穩(wěn)壓裝置和延遲觸發(fā)裝置運(yùn)行的控制系統(tǒng)；
3、配氣裝置包括穩(wěn)壓氣支路和燃料支路；穩(wěn)壓氣支路為穩(wěn)壓裝置的儲(chǔ)氣管輸送預(yù)先設(shè)定壓力的穩(wěn)壓氣，穩(wěn)壓氣支路的入口端包括順序連接的穩(wěn)壓氣源和穩(wěn)壓氣截止總閥；穩(wěn)壓氣截止總閥后端
4、穩(wěn)壓裝置包括儲(chǔ)氣管和穩(wěn)壓氣缸；穩(wěn)壓氣缸為電磁活塞驅(qū)動(dòng)氣缸，穩(wěn)壓氣缸的內(nèi)腔通過(guò)活塞分成兩段，前段為入口端的穩(wěn)壓氣腔，后段為出口端的燃料腔；穩(wěn)壓氣缸的缸體外壁面環(huán)繞m組環(huán)形繞線線圈，每組環(huán)形繞線線圈配置獨(dú)立的電源；活塞為t形活塞，t形活塞的豎直段為與穩(wěn)壓氣缸內(nèi)腔截面形狀匹配的活塞片，t形活塞的水平段為柱段，柱段上環(huán)繞感應(yīng)線圈；儲(chǔ)氣管出口端通過(guò)法蘭連接激波風(fēng)洞試驗(yàn)艙，試驗(yàn)艙內(nèi)通過(guò)管道依次連接穩(wěn)壓氣電磁截止閥和穩(wěn)壓氣缸入口端的穩(wěn)壓氣腔，穩(wěn)壓氣缸出口端的燃料腔與快速電磁閥連接；
5、延遲觸發(fā)裝置包括安裝在激波風(fēng)洞激波管上的觸發(fā)傳感器，觸發(fā)傳感器通過(guò)控制系統(tǒng)與固態(tài)繼電器、快速電磁閥順序連接，最后與模型上的燃料噴注模塊連接；觸發(fā)傳感器通過(guò)設(shè)置延時(shí)時(shí)間實(shí)現(xiàn)模型上的燃料噴注與激波風(fēng)洞來(lái)流同步，同時(shí)控制燃料噴注持續(xù)時(shí)間。
6、進(jìn)一步地，所述的穩(wěn)壓氣源的氣體介質(zhì)為n2、he或air。
7、進(jìn)一步地，所述的燃料支路的單向閥前端設(shè)置排空分路，排空分路上設(shè)置連接電磁截止閥ⅳ。
8、進(jìn)一步地，所述的儲(chǔ)氣管為分段式管體，儲(chǔ)氣管的長(zhǎng)度通過(guò)改變分段式管體的數(shù)量進(jìn)行調(diào)整，儲(chǔ)氣管上沿氣流方向均勻安裝n個(gè)靜態(tài)壓力傳感器，測(cè)量?jī)?chǔ)氣管穩(wěn)壓氣壓力。
9、進(jìn)一步地，所述的儲(chǔ)氣管的進(jìn)氣端設(shè)置安全泄壓閥，進(jìn)行儲(chǔ)氣管及穩(wěn)壓氣腔內(nèi)穩(wěn)壓氣的超壓放氣和正常排空；儲(chǔ)氣管的出口端設(shè)置壓力微調(diào)支路，壓力微調(diào)支路包括通過(guò)管道依次連接的流量調(diào)節(jié)閥和電磁截止閥ⅲ，用于實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓氣腔內(nèi)穩(wěn)壓氣充氣壓力的精確調(diào)節(jié)。
10、進(jìn)一步地，所述的穩(wěn)壓氣缸的穩(wěn)壓氣腔上設(shè)置穩(wěn)壓氣高頻壓力傳感器，穩(wěn)壓氣腔的入口端面設(shè)置位移傳感器，燃料腔上設(shè)置燃料高頻壓力傳感器。
11、本專(zhuān)利技術(shù)的激波風(fēng)洞發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)等壓燃料供應(yīng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和試驗(yàn)方法，包括以下步驟：
12、s10.設(shè)計(jì)加工穩(wěn)壓氣缸；
13、根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)壓力及流量 q要求，確定穩(wěn)壓氣缸噴注管徑；
14、根據(jù)加工能力確定穩(wěn)壓氣缸長(zhǎng)度 l；試驗(yàn)時(shí)，噴注口流出的體積應(yīng)等于活塞運(yùn)動(dòng)過(guò)的體積，因此，穩(wěn)壓氣缸直徑， v0為噴注燃料氣聲速， v q為活塞的設(shè)計(jì)速度，， t為試驗(yàn)時(shí)間；
15、s20.設(shè)計(jì)加工儲(chǔ)氣管；
16、儲(chǔ)氣管體積， v1為穩(wěn)壓氣初始體積， p1為穩(wěn)壓氣初始?jí)毫Γ? v b為穩(wěn)壓氣因活塞運(yùn)動(dòng)而增大的體積， p2為試驗(yàn)后穩(wěn)壓氣壓力，取，即壓力衰減小于20%；儲(chǔ)氣管出口管路通徑， w1為燃料氣體分子量， w2為穩(wěn)壓氣分子量；
17、s30.安裝調(diào)試燃料供應(yīng)系統(tǒng)；
18、按照激波風(fēng)洞發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)等壓燃料供應(yīng)系統(tǒng)要求，順序連接各氣路管路閥門(mén)；
19、將快速電磁閥安裝在模型內(nèi)；
20、在穩(wěn)壓氣缸缸體外壁面環(huán)繞m組環(huán)形繞線線圈，每組環(huán)形繞線線圈配置獨(dú)立的電源；
21、在氣缸活塞的柱段環(huán)繞1組感應(yīng)線圈；
22、開(kāi)展激波風(fēng)洞發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)等壓燃料供應(yīng)系統(tǒng)調(diào)試，確定穩(wěn)壓氣缸的m組環(huán)形繞線線圈的供電時(shí)序和輸出電流 i0，電磁力，離散后，， w m為能量， z為線圈間相對(duì)位移， m 0i?( ?i?=1～m)為感應(yīng)線圈與m組環(huán)形繞線線圈的互感， i i為感應(yīng)線圈的電流，電磁力 f( t)等于穩(wěn)壓氣壓力衰減部分對(duì)活塞產(chǎn)生的推力，即， p t為某一時(shí)刻穩(wěn)壓氣壓力；
23、s40.開(kāi)展激波風(fēng)洞發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)；
24、試驗(yàn)前，打開(kāi)電磁截止閥ⅳ和快速電磁閥，利用試驗(yàn)艙內(nèi)真空環(huán)境排出燃料支路及燃料腔內(nèi)空氣，控制系統(tǒng)設(shè)置參數(shù)，充入指定壓力的燃料氣和穩(wěn)壓氣，等待激波風(fēng)洞啟動(dòng)；
25、風(fēng)洞啟動(dòng)，儲(chǔ)氣管接通穩(wěn)壓氣缸，穩(wěn)壓氣與燃料壓力相同，穩(wěn)壓氣作為驅(qū)動(dòng)氣推動(dòng)燃料噴注；激波管上的觸發(fā)傳感器發(fā)送信號(hào)至控制系統(tǒng)觸發(fā)延時(shí)器，觸發(fā)傳感器達(dá)到預(yù)先設(shè)置的延時(shí)時(shí)間后，打開(kāi)快速電磁閥，開(kāi)始噴注燃料氣，同時(shí)，m組環(huán)形繞線線圈進(jìn)行分組供電，改變繞線線圈電流大小，調(diào)整活塞所受電磁力，補(bǔ)償穩(wěn)壓氣因體積增大而導(dǎo)致的壓力衰減本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.激波風(fēng)洞發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)等壓燃料供應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于，所述的激波風(fēng)洞發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)燃料供應(yīng)系統(tǒng)包括配氣裝置、穩(wěn)壓裝置和延遲觸發(fā)裝置，以及控制配氣裝置、穩(wěn)壓裝置和延遲觸發(fā)裝置運(yùn)行的控制系統(tǒng)；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激波風(fēng)洞發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)等壓燃料供應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于，所述的穩(wěn)壓氣源（1）的氣體介質(zhì)為N2、He或Air。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激波風(fēng)洞發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)等壓燃料供應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于，所述的燃料支路的單向閥（27）前端設(shè)置排空分路，排空分路上設(shè)置連接電磁截止閥Ⅳ（25）。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激波風(fēng)洞發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)等壓燃料供應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于，所述的儲(chǔ)氣管（21）為分段式管體，儲(chǔ)氣管（21）的長(zhǎng)度通過(guò)改變分段式管體的數(shù)量進(jìn)行調(diào)整，儲(chǔ)氣管（21）上沿氣流方向均勻安裝N個(gè)靜態(tài)壓力傳感器（20），測(cè)量?jī)?chǔ)氣管（21）穩(wěn)壓氣壓力。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激波風(fēng)洞發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)等壓燃料供應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于，所述的儲(chǔ)氣管（21）的進(jìn)氣端設(shè)置安全泄壓閥（9）；儲(chǔ)氣管（21）的出口端設(shè)置壓力微調(diào)支路，壓力微調(diào)支路包括通過(guò)管道依次連接的流量調(diào)節(jié)閥（22）和電磁
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激波風(fēng)洞發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)等壓燃料供應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于，所述的穩(wěn)壓氣缸（11）的穩(wěn)壓氣腔（18）上設(shè)置穩(wěn)壓氣高頻壓力傳感器（17），穩(wěn)壓氣腔（18）的入口端面設(shè)置位移傳感器（24），燃料腔（13）上設(shè)置燃料高頻壓力傳感器（12）。
7.激波風(fēng)洞發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)等壓燃料供應(yīng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和試驗(yàn)方法，其用于權(quán)利要求1~權(quán)利要求6中的任意一種所述的激波風(fēng)洞發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)等壓燃料供應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于，包括以下步驟：
...【技術(shù)特征摘要】
1.激波風(fēng)洞發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)等壓燃料供應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于，所述的激波風(fēng)洞發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)燃料供應(yīng)系統(tǒng)包括配氣裝置、穩(wěn)壓裝置和延遲觸發(fā)裝置，以及控制配氣裝置、穩(wěn)壓裝置和延遲觸發(fā)裝置運(yùn)行的控制系統(tǒng)；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激波風(fēng)洞發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)等壓燃料供應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于，所述的穩(wěn)壓氣源（1）的氣體介質(zhì)為n2、he或air。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激波風(fēng)洞發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)等壓燃料供應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于，所述的燃料支路的單向閥（27）前端設(shè)置排空分路，排空分路上設(shè)置連接電磁截止閥ⅳ（25）。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激波風(fēng)洞發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)等壓燃料供應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于，所述的儲(chǔ)氣管（21）為分段式管體，儲(chǔ)氣管（21）的長(zhǎng)度通過(guò)改變分段式管體的數(shù)量進(jìn)行調(diào)整，儲(chǔ)氣管（21）上沿氣流方向均勻安裝n個(gè)靜態(tài)壓力傳感器（20...
【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：何林，吳里銀，羅仕超，孔小平，呂明磊，慎志豪，屈濤，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：中國(guó)空氣動(dòng)力研究與發(fā)展中心超高速空氣動(dòng)力研究所，
類(lèi)型：發(fā)明
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