[发明专利]一种二元矢量喷管喷口面积测量装置和测量系统

说明书

本发明涉及测量技术领域，具体公开了一种二元矢量喷管喷口面积测量装置，包括上基准板和下基准板，上基准板和下基准板之间设置有推杆组件，下基准板下方设置有底板，下基准板和底板之间设置有压力传感器，底板下端面设置有柔性定测头，上基准板上端面设置有柔性动测头；下基准板上设置有丝杠传动组件、弹性联轴器、减速器和伺服电机；下基准板上端面和上基准板下端面的四个端角处均安装有球座，球座与推杆组件连接；上基准板的底部两侧均设置有导轨，导轨上安装有滑块，滑块与推杆组件连接；上基准板和底板上均安装激光测距传感器。本发明还公开了一种二元矢量喷管喷口面积测量系统。本发明能够实现大量程高宽比的二元矢量喷管全量程测量。

技术领域

本发明涉及测量技术领域，更具体地，涉及一种二元矢量喷管喷口面积测量装置和一种二元矢量喷管喷口面积测量系统。

背景技术

喷管是燃烧室内高温高压燃气的出口，是航空发动机能量转化的重要部件，其喉道大小控制燃气的质量流率，直接影响到发动机的性能。发动机装飞机后或更换喷口位移传感器后需要测量实际喷口面积，标定发动机控制系统。可调喷口装配后各组成部分零件在重力的作用下对喷口有一定的收缩作用，实际工作状态的喷口开度是承受向外时受排气膨胀力后的尺寸，因此使用的测量装置必须具备可模拟发动机工作时受向外负载力的能力。喷口当量面积测量不准确，会导致喷口当量面积控制的大小与实际喷口当量面积大小不一致，造成如下影响：

（1）影响发动机的正常功能与性能控制；

（2）对发动机的安全造成影响，例如“喘振”等风险。

与轴对称矢量喷管相比较，二元矢量喷管自身重量大、推力更大，需要模拟的负载力一般不小于1000N。喷口横向尺寸固定且比较大，纵向尺寸可变化，最小尺寸小且行程变化比不小于4。传统负载模拟技术主要包括液压加载技术、气动加载技术与电动缸加载技术。对于液压加载技术、气动加载技术存在以下缺点：

（1）自身重量大不便于操作与转运且对负载模拟影响大;

（2）需要配备额外的介质源、动力源与输送系统;

（3）负载力控制效率底，无法满足未来装备时效性需求；

（4）位置测量重复性差且精度不高，也无法满足环境需求。

对于电动缸加载技术存在以下缺点：

（1）伸缩行程比无法满足尾喷口行程变化范围;

（2）电机作为测量元件无法满足环境需求。

以上传统技术存在共性缺点是当采用多缸横向阵列时，多缸的同步性严重影响负载力输出的均匀性。传统的技术存在明显不足，无法满足未来新型发动机尾喷口面积测量需求。

发明内容

为了解决现有技术中存在的不足，本发明提供了一种二元矢量喷管喷口面积测量装置和测量系统，以解决现有技术中存在伸缩行程比不够大，当采用多缸横向阵列时，多缸的同步性严重影响负载力输出的均匀性，无法满足未来新型发动机尾喷口面积测量需求的问题。

作为本发明的第一个方面，提供一种二元矢量喷管喷口面积测量装置，包括上基准板和下基准板，所述上基准板和下基准板之间设置有推杆组件，所述下基准板的下方设置有底板，所述下基准板和底板之间设置有多个压力传感器，所述底板的下端面设置有柔性定测头，所述上基准板的上端面设置有柔性动测头；

所述下基准板上设置有丝杠传动组件、弹性联轴器、减速器以及伺服电机，所述丝杠传动组件连接所述弹性联轴器的一端，所述弹性联轴器的另一端连接所述减速器的一端，所述减速器的另一端连接伺服电机；

所述下基准板上端面的四个端角处分别安装有第一球座、第二球座、第三球座和第四球座，所述上基准板下端面的四个端角处分别安装有第五球座、第六球座、第七球座和第八球座，每一球座的一端设置在基准板上，另一端与所述推杆组件连接；

所述上基准板的底部两侧均设置有导轨，一侧导轨上分别安装有第一球座滑块和第二球座滑块，另一侧导轨上分别安装有第三球座滑块和第四球座滑块，每一球座滑块的一端设置在所述导轨上，另一端与所述推杆组件连接；