[发明专利]一种航空发动机整机试验文丘里喷嘴空气流量校准方法

说明书

本发明公开了一种航空发动机整机试验文丘里喷嘴空气流量校准方法，在高空台进气稳压室内安装并联组合临界流文丘里喷嘴组校准装置，喷嘴组为多个等喉部面积文丘里喷嘴，采用周向均匀嵌入安装隔板，喷嘴的数量依据高空台供气气源能力和主要被试发动机节流特性确定；校准装置整体采用法兰结构与稳压室连接，在校准装置前后安装整流栅格，空气流量测试布局按标准单个临界流文丘里喷嘴要求进行；在给定压力条件下，依据实际校准空气流量大小，采用远程控制方式调节喷嘴开闭数量，调节中喷嘴投入以先周边后中间的顺序进行；同一校准空气流量采用调节喷嘴数量和喷嘴上下游压比两种方式实现校准，每个校准点标准空气流量为已打开喷嘴测量空气流量之和。

技术领域：

本专利涉及航空发动机试验测试技术领域，具体涉及一种航空发动机整机试验文丘里喷嘴空气流量校准方法。

背景技术

空气流量测量是航空发动机整机试验中主要的性能测量参数之一，当前整机试验台测量方法主要采用压差-面积式直管装置、临界流文丘里喷嘴组合装置。其中，压差-面积式直管装置空气流量测量方法存在气流低速测量精度低、对压力测量精度要求高的缺点，临界流文丘里喷嘴组合空气流量测量方法具有测量精度高,优于0.5％。

大口径(特别是直径＞1米)进口发动机，对于在直接连接式整机试验台上试验，发动机进口工艺管道空气流量测量装置的高精度校准，国内还未有相应的校准方法和校准装置，特别是发动机进口气流马赫数小于0.3的工况，未校准的进气工艺管道空气流量测量存在较大的测量误差。因空气流量大、气流马赫数低等特点，而发动机高空模拟试验对空气流量的准确测量要求高，急需采用一种测量精度高，可结合航空发动机整机试验进行现场校准的校准装置。而国外航空发动机高空模拟试验直接采用了文丘里喷嘴测量装置作用空气理论测量方案，仅满足发动机稳态空气流量测量的精度要求，过渡态则无能为力。结合我国试验设备现状，采用文丘里喷嘴装置作为航空发动机整机试验空气流量校准装置较为合适，既提高了流量测量精度，也适应过渡态发动机空气流量测量，达到提高空气流量测量精度目的的同时，兼顾了当前空气流量测量方式的优势。

发明内容：

发明目的：

针对发动机高空模拟试验对空气流量的准确测量要求高的问题，本专利提出了一种航空发动机整机试验文丘里喷嘴空气流量校准方法。

技术方案：

一种航空发动机整机试验文丘里喷嘴空气流量校准方法，其特征在于，在高空台进气稳压室内安装并联组合临界流文丘里喷嘴组校准装置，喷嘴组为多个等喉部面积文丘里喷嘴，采用周向均匀嵌入安装隔板，喷嘴的数量依据高空台供气气源能力和主要被试发动机节流特性确定；校准装置整体采用法兰结构与稳压室连接，便于移除和安装，在校准装置前后安装整流栅格，以便得到均匀的来流和下游气流，空气流量测试布局按标准单个临界流文丘里喷嘴要求进行；

在给定压力条件下，依据实际校准空气流量大小，采用远程控制方式调节喷嘴开闭数量，调节中喷嘴投入以先周边后中间的顺序进行；同一校准空气流量采用调节喷嘴数量和喷嘴上下游压比两种方式实现校准；每个校准点标准空气流量为已打开喷嘴测量空气流量之和。

有益效果

本发明技术方案校准精度高，全量程流量校准精度优于0.5％，可结合大型连续气源供气装置进行发动机进口空气流量测量装置校准；适用性强，可满足不同进口口径发动机整机试验空气流量测量装置的校准需求。

当前国内针对大口径(目前指直径在1m～4m区间)进口发动机整机试验空气流量测量装置暂无校准方法。该校准方法解决了大口径发动机整机试验空气流量测量装置校准问题，为中等涵道比和大涵道比涡扇发动机高空模拟试验或海平面试验空气流量精确测量提供了可能。

附图说明

图1为本发明技术方案在航空发动机高空模拟试验舱内实施示意图。

图2为并联组合喷嘴工作情况示意图。