[实用新型]一种涡轮发动机喷流实验模拟装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及实验用模拟装置领域，尤其涉及一种涡轮发动机喷流实验模拟装置。

背景技术

飞机短舱用于安装发动机，发动机是飞机飞行过程中的动力部件，是飞机最为重要的部分。因此，飞机的短舱构型对飞机发动机飞行过程中的飞机气动性能有重要影响。为了保证飞机飞行过程中的安全性和稳定性，在飞机-发动机一体化集成设计过程中必须全面分析飞机短舱及发动机对飞机气动性能的影响。

涡轮发动机是一种利用旋转的机件自穿过它的流体中汲取动能的发动机形式，是内燃机的一种，由于其具有的众多优点而被广泛的使用在飞机、大型船舶或车辆上。涡轮发动机工作过程中产生喷流时的温度高达数百度，从喷口喷出速度达到数百米/秒的高温高速的流体。由于喷流具有高温、高速等特点，极易对机翼后缘的增升装置造成影响，影响飞机的气动性能。

在飞机-发动机系统集成研究的风洞实验中，常用通气短舱或者带动力模拟器(Turbine Powered Simulator,TPS)短舱来简化真实的飞机短舱。其中，通气短舱的结构简单，但是无喷流效应，无法满足研究喷流对机翼和增升装置气动性能影响的需要。而TPS短舱虽然能够产生喷流，但是属于常温气体喷流，没有能够真实还原飞机飞行过程中的真实情况，同时由于TPS短舱结构复杂，价格昂贵，不适合广泛使用在实验过程中。

因此，亟需一种能够真实的模拟发动机工作过程中喷流环境的实验模拟装置，以保证能够在飞机-发动机一体化集成设计过程中确保发动机的短舱构型适合飞行需要，不会对飞机的飞行造成影响。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，提出一种应用于发动机系统集成研究的风洞实验中的涡轮发动机喷流实验模拟装置，用于模拟涡轮发动机工作过程中的高温高速喷流，以更真实的反映涡轮发动机喷流特性，解决现有技术中使用通气短舱和TPS短舱均不能形成高温喷流的问题。

本实用新型的另一个目的在于，提出一种结构简单、价格便宜、模拟效果好、适合广泛应用于风洞实验过程中的涡轮发动机喷流实验模拟装置。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种涡轮发动机喷流实验模拟装置，包括内部具有容置空间的短舱，所述短舱上开设有沿径向方向设置的用于将压缩气体通入到所述容置空间中的气体入口，所述容置空间中设置有喷管，所述喷管中设置有供喷流气体通过的通道，在靠近所述通道的进气端设有阴极并与所述气体入口连通；所述通道的出气端与所述短舱的出口连通，在靠近所述通道的出气端处设有阳极；所述阴极与高压电源相连接，所述阳极接地；在所述阴极与阳极之间施加高压电，从而实现所述阴极与阳极之间的压缩气体放电，在所述通道中形成电弧，电弧对所述通道中的气体进行加热。

进一步的，所述喷管的进气端的前方开设有与所述气体入口相连通的储气室；压缩气体通过所述气体入口进入到所述储气室中后，通过所述进气端、通道从所述喷管的出气端喷出；所述喷管的出气端设有所述阳极；所述储气室的内壁上与所述进气口相对的位置设有所述阴极。

优选的，所述进气口为进口收缩段，所述出气口为出口扩展段，所述进口收缩段与出口扩展段之间通过细长段连接，以使气体在所述通道中充分扩展。

优选的，所述通道采用拉瓦尔喷管结构。

优选的，所述阴极由钨材料制成，所述阴极的尖端由钍钨或铈钨制成；所述阳极由铜材料制成。

优选的，所述喷管由陶瓷材料制成。

优选的，所述喷管由氮化硼材料制成。

优选的，所述细长段的直径优选为1-3mm。

本实用新型的有益效果有：本申请中的涡轮发动机喷流实验模拟装置采用电弧加热的方式对气体进行加热形成喷流效果，以实现对飞机飞行过程中真实情况的模拟，本申请中的模拟装置能够产生高温高速的喷流效果，且喷流的温度可以进行调节，模拟效果好，适合被广泛的应用在飞机的发动机一体化设计中与发动机喷流有关的风洞实验中。

本申请中的实验模拟装置与现有技术中的通气短舱和TPS短舱相比，不仅结构简单、易于生产制造，而且生产成本低，适合大规模推广使用。

附图说明

图1是本实用新型实施例一提出的涡轮发动机喷流实验模拟装置的剖视结构示意图。

图中：

1、短舱；2、气体入口；3、喷管；4、储气室；5、通道；6、阴极；7、阳极；8、高压电源。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

实施例一