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矢量喷管静推力精确测量试验技术研究

邓祥东 宋孝宇 季军 郭大鹏 李鹏

邓祥东, 宋孝宇, 季军, 等. 矢量喷管静推力精确测量试验技术研究[J]. 实验流体力学, 2018, 32(1): 90-97. doi: 10.11729/syltlx20160187
引用本文: 邓祥东, 宋孝宇, 季军, 等. 矢量喷管静推力精确测量试验技术研究[J]. 实验流体力学, 2018, 32(1): 90-97. doi: 10.11729/syltlx20160187
Deng Xiangdong, Song Xiaoyu, Ji Jun, et al. Research on static thrust accurate measurement testing technology of vectoring nozzle[J]. Journal of Experiments in Fluid Mechanics, 2018, 32(1): 90-97. doi: 10.11729/syltlx20160187
Citation: Deng Xiangdong, Song Xiaoyu, Ji Jun, et al. Research on static thrust accurate measurement testing technology of vectoring nozzle[J]. Journal of Experiments in Fluid Mechanics, 2018, 32(1): 90-97. doi: 10.11729/syltlx20160187

矢量喷管静推力精确测量试验技术研究

doi: 10.11729/syltlx20160187
详细信息
    作者简介:

    邓祥东(1985-), 男, 湖北宜昌人, 硕士, 工程师。研究方向:高速动力模拟、推力矢量试验技术。通信地址:辽宁省沈阳市皇姑区阳山路1号701信箱(110034)。E-mail:252864809@qq.com

    通讯作者:

    邓祥东, E-mail:252864809@qq.com

  • 中图分类号: V211.73

Research on static thrust accurate measurement testing technology of vectoring nozzle

  • 摘要: 详细论述了矢量喷管静推力精确测量试验技术的原理、所需设备以及试验方法,该技术主要模拟喷管模型喷流落压比以及出口马赫数相似参数,将模型安装在推力测量平台的真空试验舱中,同时利用外式天平进行矢量喷管气动力的精确测量。试验数据经过流量修正、安装姿态修正、基于橡胶膜片的空气桥系统对于天平的压力影响以及流量影响修正之后,即可以得到较为精确的矢量喷管静推力值、推力系数以及矢量角等参数。试验结果表明:在推力测量平台进行矢量喷管静推力测量试验,轴向、法向推力系数以及矢量角随落压比的变化规律正确,试验精度满足国军标要求,达到型号应用水平。
  • 图  1  S4B平台结构示意图

    Figure  1.  Sketch map of S4B test bench's construction

    图  2  喷管性能试验结构示意图

    Figure  2.  Construction of nozzle characteristics testing

    图  3  喷管性能试验原理图

    Figure  3.  Principle of nozzle characteristics testing

    图  4  推力测量平台总体结构

    Figure  4.  Construction of thrust testing bench

    图  5  推力测量平台实物照片

    Figure  5.  Photograph of thrust testing bench

    图  6  临界流文氏管在平台内的安装照片

    Figure  6.  Photograph of critical Venturi nozzle installed in thrust testing bench

    图  7  CLJ流量计修正曲线及重复性数据

    Figure  7.  Repetition and modified curve of CLJ flow meter

    图  8  无流动状态下纵向三元的压力修正曲线

    Figure  8.  Modified curve of pressure affection of bellows system

    图  9  流动状态下纵向三元的流量影响修正曲线

    Figure  9.  Modified curve of mass-flow affection of bellows system

    图  10  推力系数随落压比的变化规律

    Figure  10.  Thrust coefficients from the change of NPR

    表  1  相对位置偏差结果

    Table  1.   Position error results

    Y/mm Z/mm α/(°) β/(°) γ/(°)
    流量校准试验 0 0 0.12 0.16 0.19
    喷管静推力试验 0 0 0.12 0.17 0.19
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    表  2  光天平及带空气桥天平精准度

    Table  2.   Calibration results of two balances

    Y MZ X
    设计载荷加载
    载荷/(N, N·m)
    1250
    875
    1750
    1400
    2500
    1750
    综合加载
    重复性误差/%
    合格指标 0.20 0.20 0.30
    先进指标 0.06 0.06 0.10
    光天平 0.03 0.01 0.03
    空气桥天平 0.027 0.01 0.032
    综合加载
    准度误差/%
    合格指标 0.40 0.40 0.50
    先进指标 0.10 0.10 0.20
    光天平 0.35 0.10 0.20
    空气桥天平 0.39 0.21 0.16
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    表  3  光天平与及带空气桥天平系统主系数差异

    Table  3.   Main coefficient differences between two balances

    Y MZ X
    光天平 10.199 1.477 10.254
    带空气桥天平 10.217 1.491 10.303
    绝对差异 -0.018 -0.014 -0.049
    相对差异/% -0.18 -0.94 -0.48
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    表  4  试验数据重复性结果

    Table  4.   Repetition of testing

    车次 NPR Cfx Cfy θ/(°)
    1 25.26 0.9493 -0.1886 -11.23
    2 25.32 0.9502 -0.1880 -11.19
    3 25.30 0.9498 -0.1886 -11.23
    4 25.27 0.9492 -0.1884 -11.23
    5 25.29 0.9497 -0.1884 -11.22
    6 25.30 0.9500 -0.1888 -11.24
    7 25.28 0.9494 -0.1882 -11.21
    aver 25.29 0.9497 -0.1884 -11.22
    σ 0.0188 0.0003 0.0002 0.0154
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2016-12-06
  • 修回日期:  2017-11-15
  • 刊出日期:  2018-02-25

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    2021年8月13日