專利名稱：大尺寸復合材料進氣道測量耙的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬航空輔助設備，涉及一種大尺寸復合材料進氣道測量耙。
背景技術：
飛行中由于多種因素的影響，使得進氣道出口流場品質變差，發(fā)動機工作穩(wěn)定性和性能下降，甚至導致發(fā)動機喘振、空中停車等飛行事故。因此，飛行試驗中，需研制并在進氣道出口 /發(fā)動機進口安裝進氣道測量耙，以測量并評估流場品質。目前小尺寸飛機進氣道測量耙的結構設計采用全金屬結構，主要材料為不銹鋼，各耙體(通常周向等角度分布6支或者8支)間附加阻尼環(huán)。按照此種結構設計大尺寸進氣道測量耙，單支耙體的設計重量將達到7.5千克，超出發(fā)動機測試允許重量的2倍以上，同時由于耙體超長結構，工作時的耙體遠端的慣性擺動，增加了耙體附加振動和應力，對耙體的工作安全將會產(chǎn)生顯著影響，另外由于耙體的振動應力加大，耙體對阻尼環(huán)的作用力同時增加，阻尼環(huán)的破壞將是試驗安全的最大隱患；由于設計技術限制，現(xiàn)有測量耙測量參數(shù)單一，不能將進氣道流場品質評估所需的溫度、壓力(穩(wěn)態(tài)、動態(tài))集成、高效測量，增加了發(fā)動機進口測頭(測量耙)的研制和安裝數(shù)量，使得發(fā)動機進口氣流的堵塞比加大；由于現(xiàn)有安裝的設計，使得耙體輸出壓力管路、弱電線路改裝測試較為繁瑣，增加了改裝的強度和時間。

發(fā)明內容
發(fā)明目的:提供一種大尺寸復合材料進氣道測量耙，在極大的減輕耙體重量、滿足測量耙剛度和振動強度要求下，達到對發(fā)動機進口流場測試參數(shù)集成化采集測量，安裝、拆卸簡易快捷的目的。技術方案:一種大尺寸復合材料進氣道測量祀，包括:橫截面為U形的蒙皮骨架包括前部的測量段和后部的安裝段，蒙皮骨架安裝段根部連接在安裝座上，所述蒙皮骨架測量段迎風面上等環(huán)面設有測點護套，所述測點護套內安裝有測量元件，測量元件通過導管輸出到安裝座，橫截面為U形的減震護套套在蒙皮骨架安裝段外側，所述減震護套與蒙皮骨架之間有間隙，減震護套根部連接在安裝座上，蒙皮骨架測量段的頭部內壁面安裝有振動傳感器，蒙皮骨架安裝段內壁面粘貼有應變傳感器，蒙皮骨架內部以及蒙皮骨架與減震護套之間填充有橡膠復合材料。有益效果:本發(fā)明與全鋼制測量耙相比，整體強度不變，輔以充填橡膠材料具有較高的吸震性，兩種材料的復合，使測量耙的整體結構重量明顯減輕。


圖1為本發(fā)明大尺寸復合材料進氣道測量耙結構示意圖。圖2為本發(fā)明圖1的A向視圖。圖3為本發(fā)明圖1的B-B面剖視圖。
圖4為本發(fā)明圖1的C-C面剖視圖。
具體實施例方式本發(fā)明提供一種大尺寸復合材料進氣道測量耙，如圖1、圖2、圖3、圖4所示，包括:橫截面為U形的蒙皮骨架2包括前部的測量段和后部的安裝段，蒙皮骨架2安裝段根部連接在安裝座9上，所述蒙皮骨架2測量段迎風面等環(huán)面位置設有測點護套5，所述測點護套5內安裝有測量元件7，測量元件7通過導管4輸出到安裝座9，橫截面為U形的減震護套8套在蒙皮骨架2安裝段外側，所述減震護套8與蒙皮骨架2之間有間隙，減震護套8根部連接在安裝座9上，蒙皮骨架2測量段的頭部內壁面安裝有振動傳感器1，蒙皮骨架2安裝段內壁面粘貼有應變傳感器6，蒙皮骨架2內部以及蒙皮骨架2與減震護套8之間填充有橡膠復合材料。為了減緩測量耙的徑向振動，在減震護套8外套有墊塊和橡膠墊。測量元件包括動態(tài)壓力傳感器、穩(wěn)態(tài)壓力測頭、溫度測頭，其中為了節(jié)約成本，動態(tài)壓力傳感器采用可拆卸方式安裝，使用完成后可以將動態(tài)壓力傳感器移除。本發(fā)明蒙皮骨架采用不銹鋼變截面“U”型結構，填充橡膠既是耙體結構的承載支撐體，又是吸載減振的緩沖器，橡膠/不銹鋼復合材料構成雙變截面流線型結構，鋼蒙皮骨架與底座焊接接縫外延，耙座安裝截面采用雙重橡膠/不銹鋼復合包覆加強，增強了測量奉巴振動強度。在測量耙測量段上等環(huán)面布置5個參數(shù)集成測量點，每個測量點上用09*0.5不銹鋼管做外套管，將穩(wěn)態(tài)壓力、動態(tài)壓力和溫度3個參數(shù)集成布置在外套管內，此種測量方式便于提高測試效率，并對測點布置方式進行了風洞校準試驗，以保證測試精度。溫度熱電偶、動態(tài)壓力傳感器直接鑲嵌在管內，穩(wěn)態(tài)總壓測點通過氣路導管輸出壓力氣路到壓力傳感器入口。此種對接方式棄用以往的紫銅管輸出并焊接方式，新改進方法操作簡便、省時、省力，具有可重復性。高度為25_的不銹鋼外套管的設計消除了耙體前段氣流的繞流對測試結果的影響。耙體根部內部粘貼應變傳感器、尖部內壁布置振動加速度傳感器，以在耙體裝機使用時實時錄取和監(jiān)測并分析測量耙結構特性，確保了測量耙使用安全。耙體輸出氣路管以外徑為01.5的金屬管集成布置在測量耙側壁，并與氟塑料軟管對接到壓力傳感器，溫度、動態(tài)壓力、應變等弱電輸出采用插座/插針對接，并將其一端固定在測量耙側壁，這2種連接方式密閉性好，對接、拆卸簡單方便，具有可重復性。通過現(xiàn)場試驗，新研測量耙的安裝時間為3小時/2人次(周向安裝8支)，相對于以往安裝時間12小時/2人次具有明顯的便捷性。本發(fā)明在結構設計上采用雙變截面流線型結構，安裝座處采用橡膠/不銹鋼雙重復合加厚設計，從而使測量耙重心向安裝座方向偏移，通過降低測量耙遠端(靠近發(fā)動機中心)的相對重量，減少了遠端因質量引起的附加慣性振動幅值，延長了測量耙的設計長度，同時去掉傳統(tǒng)測量耙的阻尼環(huán)，適用于大型運輸機、客機進氣道出口和大涵道比渦扇發(fā)動機進口流場品質的測量。創(chuàng)新性的設計了壓力、溫度、振動、應力等參數(shù)一體化測量方式，改變了以往測量耙單一的壓力測量布置，提高了測量耙參數(shù)測量效率；采用便捷式測試參數(shù)接口設計，有效的減少了耙體安裝、拆卸時間，降低勞動強度，提高工作效率；內埋于耙體的振動、應變測量傳感器能夠實時監(jiān)測耙體振動應變情況，保證了耙體安全使用。
權利要求
1.一種大尺寸復合材料進氣道測量耙，其特征在于，包括: 橫截面為U形的承力骨架包括前部的測量段和后部的安裝段，承力骨架安裝段根部連接在安裝座上，所述承力骨架測量段迎風面上等環(huán)面設有測點外套管，所述測點外套管內安裝有測量元件，測量元件通過導管輸出到安裝座，橫截面為U形的減震護套套在蒙皮骨架安裝段外側，所述減震護套與承力骨架之間有間隙，減震護套根部連接在安裝座上，承力骨架測量段的頭部內壁面安裝有振動傳感器，蒙皮骨架安裝段內壁面粘貼有應變傳感器，承力骨架內部以及承力骨架與減震護套之間填充有橡膠復合材料。
2.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，還包括: 在減震護套外套有墊塊和橡膠墊。
3.如權利要求2所述的裝置，其特征在于，測量元件包括動態(tài)壓力傳感器、穩(wěn)態(tài)壓力測頭、溫度測頭，其中動態(tài)壓力傳感器采用可拆卸方式安裝。
全文摘要
本發(fā)明提供一種大尺寸復合材料進氣道測量耙，在極大的減輕耙體重量、滿足測量耙剛度和振動強度要求下，達到對發(fā)動機進口流場測試參數(shù)集成化采集測量，安裝、拆卸簡易快捷的目的。本發(fā)明技術方案包括橫截面為U形的蒙皮骨架包括前部的測量段和后部的安裝段，蒙皮骨架安裝段根部連接在安裝座上，所述蒙皮骨架測量段迎風面上等環(huán)面設有測點護套，所述測點護套內安裝有測量元件，測量元件通過導管輸出到安裝座，橫截面為U形的減震護套套在蒙皮骨架安裝段外側，所述減震護套與蒙皮骨架之間有間隙，減震護套根部連接在安裝座上。
文檔編號G01M9/06GK103115747SQ20121056306
公開日2013年5月22日 申請日期2012年12月21日 優(yōu)先權日2012年12月21日
發(fā)明者趙海剛, 盧國斌, 張永峰, 姜健, 王小峰 申請人:中國飛行試驗研究院