總溫總壓翼形受感部的制作方法
【專利摘要】一種總溫總壓翼形受感部，屬于航空發(fā)動機氣動參數(shù)測試【技術(shù)領(lǐng)域】，其特征在于，測溫桿、翼形殼體、金屬導(dǎo)管及法蘭；測溫桿與翼形殼體由法蘭緊固，插入發(fā)動機機匣測試孔，銅墊減振密封。測溫桿件末端內(nèi)置鉑電阻精密溫敏元件，感測經(jīng)翼形殼體進氣與排氣孔滯止后的氣流溫度，同時殼體底部半球窩孔提取流場總壓。與以往的氣動測量結(jié)構(gòu)件相比，本發(fā)明優(yōu)點在于流阻小、強度高，避免因測試結(jié)構(gòu)件給發(fā)動機進口等均勻流場造成紊亂；同時總溫、總壓參數(shù)一體化測量，減少了測試結(jié)構(gòu)件的安裝數(shù)量，減輕了重量，降低了流道堵塞比和泄漏等原因引起的流量損失。
【專利說明】總溫總壓翼形受感部
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于航空發(fā)動機氣動參數(shù)測試【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其為發(fā)動機或燃氣輪機進口等均勻流場截面的氣動參數(shù)測試設(shè)計了一種總溫總壓翼形受感部。
【背景技術(shù)】
[0002]航空發(fā)動機和燃氣輪機的研發(fā)離不開反復(fù)的地面工程驗證，在試驗過程中需要測定一系列氣動參數(shù)，像發(fā)動機進口總溫、總壓等關(guān)鍵性輸入?yún)?shù)對于發(fā)動機的試驗安全和性能評估尤為重要。以往的測試結(jié)構(gòu)件如專利號為Z1201120299935.6的發(fā)明不是沒有復(fù)合多種測試功能，就是如專利號為Z1201110000317.1的發(fā)明雖滿足了多種功能需求，卻因圓柱支桿尾跡給流場品質(zhì)帶來了新的影響。隨著發(fā)動機研制水平的不斷推進，對于這些影響因素的態(tài)度也需要從無視轉(zhuǎn)變?yōu)橹泵妫绾我惑w化安全可靠地測得必要參數(shù)的同時，盡可能減小由于插入式測試結(jié)構(gòu)件的介入給周圍被測流場造成的干擾，越來越成為當(dāng)今工程技術(shù)人員面臨的一個新問題。在既滿足結(jié)構(gòu)強度要求，又保證高質(zhì)量均勻流場的前提下，精確測量發(fā)動機進口等典型截面流場的總溫、總壓，對于新型號發(fā)動機的研制具有十分重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于針對上述實際工程問題，為航空發(fā)動機或燃氣輪機進口等典型截面均勻流場的氣動參數(shù)測試設(shè)計一種總溫總壓翼形受感部。
[0004]本發(fā)明解決問題的技術(shù)方案是:所謂翼型，顧名思義與飛機機翼形狀相同或相似，眾所周知，飛機的機翼流線外形是經(jīng)過反復(fù)試驗和驗證的，可最大限度降低流阻，具有良好的氣動性能，借此原理，發(fā)明設(shè)計一種總溫總壓翼形受感部，其包括:測溫桿1，翼形殼體2，金屬導(dǎo)管3和法蘭。
[0005]翼形殼體2頂端有法蘭，頂端至底部開有一個主通孔4，通孔軸線位于殼體中截面內(nèi)且距殼體的翼型前緣2mm?4mm ;翼形前緣開有進氣孔5，后緣開有排氣孔6，分別與主通孔連通，前緣進氣孔與后緣排氣孔形心對正，且前緣進氣孔截面積大于后緣排氣孔截面積；頂端至底部還開有一個副通孔7，位于主通孔與翼型后緣之間，副通孔在翼形殼體底部與主通孔有一段連通，與其他各孔不連通；金屬導(dǎo)管3穿過副通孔及上述連通段8 ;連通段對應(yīng)殼體的翼形前緣位置有一個與主通孔連通的底部通孔9 ;
[0006]底部通孔9前緣開口為半球窩型，底部通孔的直徑小于半球窩型開口 10的直徑；
[0007]金屬導(dǎo)管3穿過副通孔7及連通段8，插入底部通孔9中，與半球窩型開口 10底部相接；
[0008]測溫桿I帶法蘭，法蘭上方有精密溫敏元件引線電器接頭；法蘭的下方為中空階梯圓柱；
[0009]測溫桿I插入主通孔4，其圓柱細段內(nèi)置精密溫敏元件，與翼型殼體進氣孔5和排氣孔6位置對應(yīng)，同主通孔內(nèi)壁形成一個環(huán)形腔；圓柱粗段與主通孔同直徑，間隙配合；[0010]測溫桿I與翼型殼體2通過法蘭緊固連接。
[0011]總溫總壓翼形受感部，其特征在于:所述的精密溫敏元件為PtlOO或PtlOOO等A級鉬電阻。
[0012]總溫總壓翼形受感部，其特征在于:所述的電器接頭為四芯電連接器。
[0013]總溫總壓翼形受感部，其特征在于:所述的翼型殼體底部與封堵件焊接密閉。
[0014]其主要工作原理為:當(dāng)氣流經(jīng)過測試受感部時，被測氣流分為三股，其中大部分氣流沿殼體的翼形外壁輪廓通過，受擾動很??；小部分氣流進入翼形前緣進氣孔，由翼形后緣排氣孔排出，由于進排氣孔前大后小，氣流在環(huán)形腔內(nèi)減速滯止，并由測溫桿內(nèi)精密溫敏元件感測來流總溫；極小部分進入底部通孔的氣流，由金屬導(dǎo)管引至至翼形殼體頂端，提取來流總壓。
[0015]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)發(fā)明相比的有益效果是:
[0016]1.受感部與翼型氣動外形結(jié)合，既保證了強度，又降低了對周圍流場均勻度的干擾，尤其是在發(fā)動機進口測量時大大降低了進氣畸變，對于發(fā)動機的安全試驗和穩(wěn)定運轉(zhuǎn)
有重要意義。
[0017]2.受感部氣動性能改進的同時，可對發(fā)動機流道內(nèi)總溫、總壓等氣動參數(shù)一體化測試，減少測試結(jié)構(gòu)件的安裝數(shù)量和機匣測試孔的開孔數(shù)量，減輕了附加重量，降低了截面的堵塞比，同時防止因測試開孔過多引起的流量泄漏損失，對于發(fā)動機的性能評估有重要意義。
[0018]3.受感部結(jié)構(gòu)精簡，總壓測量通道完全設(shè)計于翼形殼體內(nèi)部，實現(xiàn)了總溫與總壓測量的集成而又互不影響。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖
[0020]圖2為圖1的局部放大圖[0021 ] 圖3為圖2中組件2的主視圖
[0022]圖4為圖2的俯視圖
[0023]圖5為圖2的C向局部視圖
[0024]圖6為圖2局部I的放大圖
[0025]圖7為圖2局部II的放大圖
[0026]其中:1-測溫桿，2-翼型殼體，3-金屬導(dǎo)管，4-主通孔，5-進氣孔，6_排氣孔，7_副通孔，8-連通段，9-底部通孔，10-半球窩型開口，11-壓力接頭，12-微小線縫，13-階梯槽，14-壓力接頭支座，15-封堵件，16-90°錐口
【具體實施方式】
[0027]如圖1、圖2所示，本發(fā)明的總溫總壓翼形受感部設(shè)計為測溫桿和翼形殼體兩大部分，主要組件包括:測溫桿1，翼形殼體2，金屬導(dǎo)管3和法蘭。氣流進入翼形殼體的分為兩路，一路通過方形進氣孔5和排氣孔6，與中空階梯圓柱熱交換，其內(nèi)置溫敏元件PtlOO鉬電阻的阻值隨來流溫度變化而變化，經(jīng)后續(xù)測量電路解算出溫度量值；另一路進入底部通孔9，纟φ I fe屬導(dǎo)管3引至壓力接頭11，壓力接頭11與壓力傳感器或帶前置對接管路的壓力掃描閥連接，得到壓力量值。其余大部分氣流沿殼體翼形外壁流過，翼形是一種近似機翼的外形結(jié)構(gòu)，由于較好的氣動外形，使得周圍氣流受干擾程度低。翼形的前后緣半徑比可參考3比2 ;法蘭與發(fā)動機機匣測試開孔安裝端面配合，是整個受感部的固定結(jié)構(gòu)，同時法蘭安裝通孔可以不等中心距排布，增加方向防錯功能。翼形殼體2內(nèi)部的主通孔4應(yīng)盡量靠近前緣，保證與前緣中線的壁厚在2mm?4mm之間最為合適，以降低溫度測量的傳熱誤差，提高溫度響應(yīng)，同時壁厚滿足底部通孔9的設(shè)計需要；翼形前后緣的進氣孔5與排氣孔6，前大后小，截面積比可參考2比1，形狀相似，形心對正，以便氣流滯止，使其與溫敏桿換熱充分，降低溫度測量的速度誤差，提高測量精度。中空階梯圓柱封裝有PtlOO鉬電阻的圓柱細段，與前后緣的進排氣孔位置對齊，其呈粗細階梯狀是因為圓柱細段與主通孔4內(nèi)壁形成環(huán)形氣流通道，而圓柱粗段與主通孔4保證間隙配合定位；測溫桿I內(nèi)的PtlOO鉬電阻與頂端的四芯電連接器接線。主通孔4與后緣之間的翼形實體部位為金屬導(dǎo)管3加工一個通道，為降低加工難度，經(jīng)主通孔2內(nèi)壁在圓柱內(nèi)壁相距1.5mm的位置線切割出φ 1.3副通孔7，走絲工藝微小線縫12，主通孔2與副通孔7底部開8.5mm深的φ 3沉孔，形成連通段8并保證其最小寬度不小于1.3mm,以便金屬導(dǎo)管3穿過，連通段8對應(yīng)的前緣外壁中線位置加工一個90°錐口 15的底部通孔9與主通孔2連通，孔徑1.1mm，保證φ I金屬導(dǎo)管3能夠
插入90°錐口 15。半球窩型開口 10是對插入了φ I金屬導(dǎo)管的90°錐口 15銀釬焊后一
體修型得到的，φ I金屬導(dǎo)管經(jīng)主通孔2、連通段8、副通孔7、階梯槽12和壓力接頭支座14內(nèi)“Τ”型孔道，把氣流引入壓力接頭11中，其中:階梯槽12加工在翼型殼體2頂端的法蘭面上，使穿出副通孔7的φ I金屬導(dǎo)管3能夠進入其上的壓力接頭支座14內(nèi)的通孔中；壓
力接頭支座14銀釬焊固定于法蘭端面上與階梯槽12的對應(yīng)位置；φ I金屬導(dǎo)管3從壓力接頭支座14 “Τ”型孔道水平段穿出后，與其高溫釬焊固定，“Τ”型孔道頂端用銀釬焊封堵，壓力接頭11插入.φ 4定位圓臺與壓力接頭支座14銀釬焊固定，二者保證焊接工藝順序上
的溫度錯層。至此，φ I金屬導(dǎo)管3安裝完畢后，翼形殼體2末端與封堵件15銀釬焊，封堵
件15與翼形殼體2底端截面形狀相同。測溫桿I的法蘭有避讓缺口，其與上述壓力接頭支座14位置關(guān)系對應(yīng)，保證測溫桿I插入翼形殼體2的主通孔4時不受干涉，且測溫桿I與翼形殼體2通過法蘭對接緊固。
【權(quán)利要求】
1.一種總溫總壓翼形受感部，其特征在于:包括測溫桿，翼形殼體，金屬導(dǎo)管和法蘭； 所述翼形殼體頂端有法蘭，頂端至底部開有一個主通孔，通孔軸線位于殼體中截面內(nèi)且距殼體的翼形前緣2mm?4mm ;翼形前緣開有進氣孔，后緣開有排氣孔，分別與主通孔連通，前緣進氣孔與后緣排氣孔形心對正，且前緣進氣孔截面積大于后緣排氣孔截面積；頂端至底部還開有一個副通孔，位于主通孔與翼型后緣之間，副通孔在翼形殼體底部與主通孔有一段連通，與其他各孔不連通；金屬導(dǎo)管穿過副通孔及上述連通段；連通段對應(yīng)殼體的翼形前緣位置有一個與主通孔連通的底部通孔； 所述底部通孔前緣開口為半球窩型，底部通孔的直徑小于半球窩型開口的直徑； 所述金屬導(dǎo)管穿過副通孔及連通段，插入底部通孔中，與半球窩型開口底部相接；所述測溫桿帶法蘭，法蘭上方有精密溫敏元件引線電器接頭；法蘭的下方為中空階梯圓柱； 所述測溫桿插入主通孔，其圓柱細段內(nèi)置精密溫敏元件，與翼型殼體進氣孔和排氣孔位置對應(yīng)，同主通孔內(nèi)壁形成一個環(huán)形腔；圓柱粗段與主通孔同直徑，間隙配合； 所述的測溫桿與翼型殼體通過法蘭緊固連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的總溫總壓翼形受感部，其特征在于:所述的精密溫敏元件為PtlOO或PtlOOO等A級鉬電阻。
3.根據(jù)權(quán)利I或2所述的總溫總壓翼形受感部，其特征在于:所述的電器接頭為四芯電連接器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的翼形總溫總壓復(fù)合受感部，其特征在于:所述的翼型殼體底部與封堵件焊接密閉。
【文檔編號】G01M15/14GK104034532SQ201410253856
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年6月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月9日
【發(fā)明者】袁帥, 孫琪, 王曉良, 劉忠奎, 劉巖 申請人:中國航空工業(yè)集團公司沈陽發(fā)動機設(shè)計研究所