[发明专利]一种RBCC引射模态内推力实验测量评估方法

说明书

本发明公开了一种RBCC引射模态内推力实验测量评估方法，将发动机的进口管道与推力方向垂直设置，并将出口截面插入背压引射器中，包括：获取发动机上的推拉力、环境压力与出口截面的压力；基于发动机所处的环境压力与出口截面的压力得到背压引射器对发动机的吸力；基于发动机上的推拉力与背压引射器对发动机的吸力得到发动机的出口冲量；基于发动机内的空气流量得到发动机的进口冲量；基于出口冲量与进口冲量得到发动机的内推力。该方法规避了发动机几何进口对空气流量的限制，可以通过气动雍塞，获得发动机的最大引射流量，估算此时发动机内流道对应的最大空气流量，对进气道进行反设计，优化发动机流量设置，使发动机性能最优。

技术领域

本发明涉及推力测量技术领域，具体是一种RBCC引射模态内推力实验测量评估方法。

背景技术

RBCC(Rocket-Based Combined Cycle，火箭基组合循环推进系统)发动机引射模态是RBCC发动机的重要工作模态。其中空气的引射流量受多种因素的制约，分别是几何喉部、气动雍塞、热力雍塞。RBCC组合动力发动机的引射模态是其区别于其他吸气式冲压发动机的重要工作模态。在引射模态下空气来流的速度较低一般为马赫0至马赫2.5。由于在该模态下空气的冲压作用较弱，需要利用火箭射流与空气在内流道中进行混合增压，随后为发动机提供推力，因此在该阶段耗油量较大，是RBCC发动机主要的耗油阶段。

若空气流量受进气道几何喉部限制，在基础研究中就很难直接获得发动机的引射性能极值。RBCC发动机引射模态内推力可以直接用来评估不同引射模态方案的性能优劣。采用常规的直连式实验方法，无法获得发动机的内推力，只能获得发动机通流和补燃过程中的推力增益；采用自由射流实验，由于外部阻力及进气道喉部等因素，同样不能直接获得发动机内推力。另外RBCC发动机很大一部分引射模态工况的空气总压在100kpa附近，采用直连式以及自由射流的方式都不太适合。

发明内容

针对上述现有技术中的不足，本发明提供一种RBCC引射模态内推力实验测量评估方法，可以有助于RBCC发动机的设计优化，加速性能提升。

为实现上述目的，本发明提供一种RBCC引射模态内推力实验测量评估方法，将发动机的进口管道与推力方向垂直设置，并将RBCC发动机的出口截面插入背压引射器中，在发动机与背压引射器之间设置密封结构，并使发动机与背压引射器之间不存在力的传递，所述测量评估方法具体包括如下步骤：

步骤1，获取发动机上的推拉力、发动机所处的环境压力与发动机出口截面的压力；

步骤2，基于发动机所处的环境压力与发动机出口截面的压力得到背压引射器对发动机的吸力；

步骤3，基于发动机上的推拉力与背压引射器对发动机的吸力得到发动机的出口冲量；

步骤4，基于发动机内的空气流量得到发动机的进口冲量；

步骤5，基于发动机的出口冲量与进口冲量得到发动机的内推力。

在其中一个实施例中，所述发动机上设有推拉传感器。

在其中一个实施例中，所述发动机的空气入口截面、空气出口截面以及沿程均设有压力传感器。

在其中一个实施例中，步骤2中，所述基于发动机所处的环境压力与发动机出口截面的压力得到背压引射器对发动机的吸力，具体为：

F₃＝(P_s-P_b)A_out

式中，F₃为背压引射器对发动机的吸力，P_s为发动机所处的环境压力，P_b为发动机出口截面的压力，A_out为发动机出口截面的面积。