[发明专利]一种非接触式发动机推力测试方法及装置

权利要求书

1.一种非接触式发动机推力测试方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：采用CFD软件模拟计算发动机尾部后方的圆形平板的临界安装距离：

步骤1.1：在CFD软件中建立待测发动机模型和圆形平板模型，其中圆形平板模型的半径不小于待测发动机模型尾部喷口截面半径的10倍；圆形平板模型的初始位置处于待测发动机模型尾部喷口后方10～20倍喷口截面直径处，且圆形平板模型与待测发动机模型尾部喷管同轴；待测发动机模型尾部喷流设置为强制流通；

步骤1.2：采用动网格方法，圆形平板模型以不大于10mm/s的速度沿圆形平板模型中心轴线向待测发动机模型尾部喷口方向运动，每隔1s模拟计算一次圆形平板模型受到的待测发动机模型尾部喷流的推力，当首次出现相邻两次模拟计算的推力值的相对误差大于5％时，以该相邻两次模拟计算中后一次模拟计算时圆形平板模型与待测发动机模型尾部喷口的距离作为圆形平板的临界安装距离；

步骤2：采用CFD软件模拟计算圆形平板的半径：

步骤2.1：在CFD软件中采用步骤1.1构建的待测发动机模型和圆形平板模型，其中圆形平板模型处于临界安装位置，圆形平板模型的中心轴线与待测发动机模型的中心轴线平行，且两条中心轴线的距离等于圆形平板模型的半径；

步骤2.2：采用动网格方法，圆形平板模型以不大于10mm/s的速度沿圆形平板模型中心轴线与待测发动机模型中心轴线构成的平面方向运动，使圆形平板模型中心轴线与待测发动机模型中心轴线相互接近，每隔1s模拟计算一次圆形平板模型受到的待测发动机模型尾部喷流的推力，当首次出现相邻两次模拟计算的推力值的相对误差小于1％时，以该相邻两次模拟计算中任意一次模拟计算时圆形平板模型的移动距离作为圆形平板的半径；

步骤3：进行第一组实际测量：将连接有测量装置的圆形平板固定在待测发动机尾部喷管后方，圆形平板与待测发动机尾部喷管同轴；圆形平板与待测发动机尾部喷管的距离等于步骤1得到的临界安装距离，圆形平板半径等于步骤2得到的半径值；开启待测发动机并调至正常工作状态，测量圆形平板受到的推力值；

步骤4：关闭发动机，待测量装置冷却后，将圆形平板沿其中心轴线向远离待测发动机的方向移动0.5～2.5倍待测发动机尾部喷管直径的距离；开启待测发动机并调至正常工作状态，测量圆形平板受到的推力值；

步骤5：重复步骤4，直至圆形平板与待测发动机尾部喷管的距离大于10倍的待测发动机尾部喷管直径；对步骤3～步骤5得到的一组圆形平板受到的推力值及其对应圆形平板与待测发动机尾部喷管距离值进行线性拟合，根据拟合得到的线性方程计算当圆形平板与待测发动机尾部喷管距离值为0时的推力值，即为发动机产生的推力值。

2.一种非接触式发动机推力测试装置，其特征在于：包括支撑台和测量组件；

支撑台分为上分架和下分架，上分架与下分架通过螺栓定位连接，通过改变螺栓的安装定位孔，可以调节上分架和下分架的安装高度；上分架上表面用于支撑测量组件；

测量组件包括动架组件和静架组件；静架组件包括静止架和第一传感器安装座，静止架固定在上分架上表面，静止架高度方向上有传感器安装座的安装滑槽，第一传感器安装座安装在安装滑槽内，并通过定位螺栓固定，通过改变第一传感器安装座在安装滑槽内的位置，可以调节第一传感器安装座的安装高度；动架组件包括两条工作轨道、连接架、可动架、延伸杆和圆形平板；工作轨道固定在上分架上表面，可动架下端通过滚动轴承与工作轨道连接，可动架可沿工作轨道移动；连接架与可动架固定连接，连接架上端穿过有延伸杆，延伸杆中心轴线与工作轨道轴线平行；延伸杆前端与圆形平板固定连接，圆形平板的承接面垂直于延伸杆中心轴线；延伸杆后端固定有第二传感器安装座；第一传感器安装座与第二传感器安装座之间固定有压电式力传感器。