[发明专利]一种航空发动机喷口直径动态测量装置

说明书

技术领域

本发明属于航空发动机领域，特别是涉及到一种航空发动机喷口直径动态测量装置。

背景技术

随着航空发动机的发展和进步，涡轮喷气和涡轮风扇发动机尾喷管，由上世纪初的固定收敛喷管发展为目前的可调收扩喷管（拉瓦尔喷管）和矢量喷管。

当可调收扩喷管发动机进行高空模拟试验时，必须动态/实时测量发动机喷口的面积（即，喷口直径），用于发动机测量推力的修正。如不进行该项推力修正，测量推力与实际空中推力将存在较大误差。因此，可调收扩喷管发动机进行高空模拟试验时，发动机喷口面积的动态/实时准确测量，是必不可少的。

发动机喷口直径的测量，在发动机静止状态较易实现，可以使用通用的线性尺寸测量工具进行测量，也可以采用某些专利产品进行测量。如“一种可调收敛喷管直径的测具”，就适合用于发动机外场维护时喷口直径的测量。

当发动机处于工作状态，即可调收扩喷管处于张大和缩小状态时，要动态/实时准确测量发动机喷口直径存在一定难度。目前，国内发动机设计和制造方，都无一例外地采用安装在发动机喷口调节片驱动装置附近的反馈传感器进行喷口直径的监测和测量。这种方法，一方面，精度不高；另一方面，如果在反馈传感器的输入输出端使用不当的电压隔离模块，将会对发动机尾喷口调节系统造成不良影响；第三，如果将发动机反馈传感器接入高空模拟试验设备，会影响被试对象的独立性。

试验过程中，要实现发动机喷口直径的实时测量，理论上，还可以使用一些非接触测量法，如摄像、激光、红外等方法，但这些方法成本高，有些精度不够，有些测量范围较小，在发动机技术领域还未普遍投入工程实用。

发明内容

发明目的：提供一种航空发动机喷口直径动态测量装置，当可调收扩喷管发动机进行高空模拟试验时，用于发动机高空推力的测量和修正。

技术方案：一种航空发动机喷口直径动态测量装置，包括角位移传感器5、绕线盘4、钢丝绳3、钢丝绳固定装置2、计算机9，钢丝绳3的一端通过钢丝绳固定装置2与发动机喷口1相连，钢丝绳3的另一端固定在绕线盘5上，并缠绕在绕线盘5的环形线槽中，绕线盘5通过平键与角位移传感器输出轴6联接成一体随角位移传感器5作同步旋转运动，角位移传感器5本体通过角位移传感器固定座7安装在发动机附近静止不动的设备或基础上，电缆8将角位移传感器5的信号输出端与计算机9相连。

绕线盘5直径的大小根据发动机喷口1直径而进行调整。

钢丝绳3位于发动机喷口1半径的延长线上。

有益效果：本发明已经在产品中经过验证，为我国航空发动机许多重要型号的研制和高空模拟试验所共同采用，起到了重要作用。本发明所述技术方案，包含元件和材料极为普通，且数量少，系统十分简单，很容易实现。经过实践检验，工作可靠，系统稳定、灵敏，能够实现发动机喷口直径的全程、实时动态监控和测量。本发明直径测量精度达到0.1mm以上，完全能够满足发动机推力测量的需要。

附图说明

图1为本发明原理示意图。图中各部件的名称和作用如下：

1——发动机喷口，被测对象。

2——钢丝绳固定装置，用于将钢丝绳的一端与发动机喷管调节片进行可靠联接。

3——钢丝绳，装置重要元件之一。

4——绕线盘，装置重要元件之一，与角位移传感器同轴可靠联接。

5——角位移传感器，装置重要测量元件，与绕线盘同步转动。

6——角位移传感器输出轴，用于绕线盘的安装和定位。

7——角位移传感器固定座，保持禁止，用于固定角位移传感器本体，承担反向扭矩。

8——电缆，实现角位移传感器与计算机的信号传输。

9——计算机，进行测量数据的采集、处理、显示和打印。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细描述，请参阅图1。

一种航空发动机喷口直径动态测量装置，包括角位移传感器5、绕线盘4、钢丝绳3、钢丝绳固定装置2、计算机9，钢丝绳3的一端通过钢丝绳固定装置2与发动机喷口1相连，钢丝绳3的另一端固定在绕线盘5上，并缠绕在绕线盘5的环形线槽中，绕线盘5通过平键与角位移传感器输出轴6联接成一体随角位移传感器5作同步旋转运动，角位移传感器5本体通过角位移传感器固定座7安装在发动机附近静止不动的设备或基础上，电缆8将角位移传感器5的信号输出端（一般为0VDC～10VDC电压信号）与计算机9相连。