[发明专利]一种超音速发动机试验台及其试验方法

说明书

一种超音速发动机试验台，包括进气系统，发动机推力测量台架，排气系统，尾气处理系统和高空模拟舱；高空模拟舱为密封的壳体结构，发动机推力测量台架固定安装在高空模拟舱内，被试发动机安装在发动机推力测量台架上；进气系统与所述被试发动机或排气系统连通，排气系统的一端穿过高空模拟舱的壳体表面固定安装在高空模拟舱内部，另一端与所述尾气处理系统固定连通。发明的超音速发动机试车台，实现超音速发动机以及发动机地面试验时，超音速发动机的超音速进气状态模拟；同时，其发动机推力测量台架，实现了发动机推力的测量，结构简单，此外，实现了发动机试验台尾气的处理，使由碱性喷淋塔出气口排出的气体符合国家污染物排放标准。

技术领域

本发明涉及发动机试验技术领域，尤其是一种超音速发动机试验台及其试验方法。

背景技术

发动机试验与测试技术是固体推进技术的重要组成部分，航空发动机在进行试飞前，需在地面做高空模拟试验，发动机试验时，要求一组进气参数，包括进气总压，进气空气流量，进气氧含量，进气总温，发动机供油油量称之为进气状态点，同时达到设定值及稳定后，记录其性能及参数或考核其性能。随着发动机的日趋成熟，超音速发动机的应用日趋广泛，在此基础上，用于飞机尤其是无人机的超音速发动机以及发动机地面试验时，发动机进气系统需要模拟超音速发动机的超音速进气状态，现有发动机试车台技术，对于超音速发动机进气模拟尚无成熟技术，同时对于模拟状态何时达到稳定状态也无准确的理论判定方法，导致试验模拟效果差，试验周期长，成本高，资源浪费情况严重。

同时，推力测量则是发动机试验与测试中需要测量的一个重要参数。要研究发动机推力，需要做大量反复的试验，这些试验若都放到飞行试验中是不可能的。主要原因是飞行试验成本高、周期长、信息收获量小、具有冒险性、需要耗费大量的人力。这就需要进行发动机地面试车试验，发动机地面试验是指在地面上根据特定的条件及环境要求，对系统进行静态试验，获取描述系统的各项性能指标信息，以便解决发动机推力测试过程中的关键问题，然而现有技术中，对于发动机推力的实验设备尚无成熟性技术。

此外，针对涡扇发动机、固冲发动机等航空航天发动机的发动机试验台，其排出的气体的主要成分为二氧化碳和硫化氢并含有一定的颗粒物，颗粒物主要包括三氧化二硼和氧化镁，试验台排出的废气如果直接排入大气将会极大的对大气造成污染，导致酸雨的产生，同时排放的颗粒物会形成PM10、PM2.5等污染物污染大气，极不环保，而现有技术中，针对涡扇发动机、固冲发动机等航空航天发动机的发动机试验台的尾气处理尚无成熟有效的方法。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种超音速发动机试验台及其试验方法。

本发明的技术解决方案是：一种超音速发动机试验台，包括进气系统，发动机推力测量台架，排气系统，尾气处理系统和高空模拟舱；高空模拟舱为密封的壳体结构，发动机推力测量台架固定安装在高空模拟舱内，被试发动机安装在发动机推力测量台架上；进气系统与所述被试发动机或排气系统连通，排气系统的一端穿过高空模拟舱的壳体表面固定安装在高空模拟舱内部，另一端与所述尾气处理系统固定连通。

本发明与现有技术相比的优点在于：

1、本发明的超音速发动机试验台及其试验方法，其进气系统在温度模拟单元和发动机进气口之间设置拉瓦尔型的超音速喷管，实现超音速发动机以及发动机地面试验时，超音速发动机的超音速进气状态模拟，通过发动机进气供给源模拟发动机进气流量，进气总压，同时，通过氧气供给源为发动机进气进行补氧并通过温度模拟单元模拟发动机的进气温度，实现了发动机进气的真实模拟，模拟精度高；设置酒精供给源，通过点火器将酒精点燃产生热量在温度模拟单元内与发动机进气换热，实现发动机进气温度的调节；通过燃油供给源实现对发动机的供油；通过设置各种阀门，实现相关供给源的流量和压力可调，进而实现多状态点的模拟。