[发明专利]大尺寸复合材料进气道测量耙

说明书

技术领域

本发明属航空辅助设备，涉及一种大尺寸复合材料进气道测量耙。

背景技术

飞行中由于多种因素的影响，使得进气道出口流场品质变差，发动机工作稳定性和性能下降，甚至导致发动机喘振、空中停车等飞行事故。因此，飞行试验中，需研制并在进气道出口/发动机进口安装进气道测量耙，以测量并评估流场品质。

目前小尺寸飞机进气道测量耙的结构设计采用全金属结构，主要材料为不锈钢，各耙体（通常周向等角度分布6支或者8支）间附加阻尼环。按照此种结构设计大尺寸进气道测量耙，单支耙体的设计重量将达到7.5千克，超出发动机测试允许重量的2倍以上，同时由于耙体超长结构，工作时的耙体远端的惯性摆动，增加了耙体附加振动和应力，对耙体的工作安全将会产生显著影响，另外由于耙体的振动应力加大，耙体对阻尼环的作用力同时增加，阻尼环的破坏将是试验安全的最大隐患；由于设计技术限制，现有测量耙测量参数单一，不能将进气道流场品质评估所需的温度、压力（稳态、动态）集成、高效测量，增加了发动机进口测头（测量耙）的研制和安装数量，使得发动机进口气流的堵塞比加大；由于现有安装的设计，使得耙体输出压力管路、弱电线路改装测试较为繁琐，增加了改装的强度和时间。

发明内容

发明目的：提供一种大尺寸复合材料进气道测量耙，在极大的减轻耙体重量、满足测量耙刚度和振动强度要求下，达到对发动机进口流场测试参数集成化采集测量，安装、拆卸简易快捷的目的。

技术方案：一种大尺寸复合材料进气道测量耙，包括：

横截面为U形的蒙皮骨架包括前部的测量段和后部的安装段，蒙皮骨架安装段根部连接在安装座上，所述蒙皮骨架测量段迎风面上等环面设有测点护套，所述测点护套内安装有测量元件，测量元件通过导管输出到安装座，横截面为U形的减震护套套在蒙皮骨架安装段外侧，所述减震护套与蒙皮骨架之间有间隙，减震护套根部连接在安装座上，蒙皮骨架测量段的头部内壁面安装有振动传感器，蒙皮骨架安装段内壁面粘贴有应变传感器，蒙皮骨架内部以及蒙皮骨架与减震护套之间填充有橡胶复合材料。

有益效果：本发明与全钢制测量耙相比，整体强度不变，辅以充填橡胶材料具有较高的吸震性，两种材料的复合，使测量耙的整体结构重量明显减轻。

附图说明

图1为本发明大尺寸复合材料进气道测量耙结构示意图。

图2为本发明图1的A向视图。

图3为本发明图1的B-B面剖视图。

图4为本发明图1的C-C面剖视图。

具体实施方式

本发明提供一种大尺寸复合材料进气道测量耙，如图1、图2、图3、图4所示，包括：

横截面为U形的蒙皮骨架2包括前部的测量段和后部的安装段，蒙皮骨架2安装段根部连接在安装座9上，所述蒙皮骨架2测量段迎风面等环面位置设有测点护套5，所述测点护套5内安装有测量元件7，测量元件7通过导管4输出到安装座9，横截面为U形的减震护套8套在蒙皮骨架2安装段外侧，所述减震护套8与蒙皮骨架2之间有间隙，减震护套8根部连接在安装座9上，蒙皮骨架2测量段的头部内壁面安装有振动传感器1，蒙皮骨架2安装段内壁面粘贴有应变传感器6，蒙皮骨架2内部以及蒙皮骨架2与减震护套8之间填充有橡胶复合材料。

为了减缓测量耙的径向振动，在减震护套8外套有垫块和橡胶垫。

测量元件包括动态压力传感器、稳态压力测头、温度测头，其中为了节约成本，动态压力传感器采用可拆卸方式安装，使用完成后可以将动态压力传感器移除。

本发明蒙皮骨架采用不锈钢变截面“U”型结构，填充橡胶既是耙体结构的承载支撑体，又是吸载减振的缓冲器，橡胶/不锈钢复合材料构成双变截面流线型结构，钢蒙皮骨架与底座焊接接缝外延，耙座安装截面采用双重橡胶/不锈钢复合包覆加强，增强了测量耙振动强度。

在测量耙测量段上等环面布置5个参数集成测量点，每个测量点上用不锈钢管做外套管,将稳态压力、动态压力和温度3个参数集成布置在外套管内，此种测量方式便于提高测试效率，并对测点布置方式进行了风洞校准试验，以保证测试精度。温度热电偶、动态压力传感器直接镶嵌在管内，稳态总压测点通过气路导管输出压力气路到压力传感器入口。此种对接方式弃用以往的紫铜管输出并焊接方式，新改进方法操作简便、省时、省力，具有可重复性。高度为25mm的不锈钢外套管的设计消除了耙体前段气流的绕流对测试结果的影响。耙体根部内部粘贴应变传感器、尖部内壁布置振动加速度传感器，以在耙体装机使用时实时录取和监测并分析测量耙结构特性，确保了测量耙使用安全。