本發(fā)明屬于壓力測試技術(shù)領(lǐng)域，涉及超音速二維非定常流場的動(dòng)態(tài)壓力測量裝置，具體涉及一種測量超音速二維非定常流場的三孔動(dòng)態(tài)壓力探針，適用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)超音速進(jìn)氣道、葉輪機(jī)械進(jìn)口、出口和級間超音速二維動(dòng)態(tài)流場的測試。

背景技術(shù)：

研究渦輪內(nèi)的動(dòng)靜葉干擾問題，需要測量渦輪導(dǎo)向器和動(dòng)葉之間的二維超音速非定常流場。采用常規(guī)的穩(wěn)態(tài)壓力探針無法測量出流場的動(dòng)態(tài)特性，熱線風(fēng)速儀能夠測量出動(dòng)態(tài)速度信號，但不能測量出壓力信息，而且熱線在超音速環(huán)境下容易損壞。對于葉輪機(jī)，研究人員更希望獲得級間的動(dòng)態(tài)壓力分布，用于驗(yàn)證設(shè)計(jì)和流場診斷，以便改進(jìn)機(jī)器性能。

目前由于缺乏工程實(shí)用的動(dòng)態(tài)測試技術(shù)，工程上一般采用三孔壓力探針等穩(wěn)態(tài)測量技術(shù)，借助安裝在機(jī)匣上的位移機(jī)構(gòu)，帶動(dòng)壓力探針前往被測位置，測量超音速二維流場。穩(wěn)態(tài)三孔壓力探針由于其內(nèi)部存在較長的引壓管，形成的容腔效應(yīng)阻尼掉了被測流場的動(dòng)態(tài)壓力信息，不能獲得真實(shí)反映被測流場的總壓、靜壓、偏轉(zhuǎn)角和馬赫數(shù)隨時(shí)間的變化規(guī)律。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：針對目前工程上研究渦輪內(nèi)動(dòng)靜葉干擾現(xiàn)象存在的超音速二維動(dòng)態(tài)流場測量手段缺乏問題，發(fā)明一種測量超音速二維非定常流場的三孔動(dòng)態(tài)壓力探針，提供一種工程上實(shí)用的測量渦輪導(dǎo)向器和動(dòng)葉之間二維超音速非定常流場的技術(shù)手段。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：

一種測量超音速二維非定常流場的三孔動(dòng)態(tài)壓力探針，其特征在于：包括探針頭部(1)、支桿(2)，所述探針頭部(1)為三棱柱結(jié)構(gòu)，其內(nèi)部裝有3支動(dòng)態(tài)壓力傳感器，探針頭部(1)的頂面(3)與探針支桿(2)自轉(zhuǎn)軸線垂直；探針測量時(shí)探針頭部(1)迎風(fēng)面包括對稱的左側(cè)面(4)和右側(cè)面(5)，背風(fēng)面為三棱柱后側(cè)面(6)；在探針頭部(1)左側(cè)面(4)、右側(cè)面(5)和兩個(gè)側(cè)面交界的前緣上各開有1個(gè)壓力感受孔，分別為左孔(7)、右孔(8)、中孔(9)，這3個(gè)互不相通的壓力感受孔，分別與探頭內(nèi)的3支動(dòng)態(tài)壓力傳感器連通。

2、進(jìn)一步，探針支桿(2)為柱狀結(jié)構(gòu)，可以為圓柱體，也可以為三棱柱，其內(nèi)部開有圓型通道。

3、進(jìn)一步，探針頭部(1)左側(cè)面(4)、右側(cè)面(5)夾角為32°至58°。

4、進(jìn)一步，探針頭部(1)左側(cè)面(4)與右側(cè)面(5)交界的前緣線，與中孔(9)中心線在同一個(gè)平面上，左側(cè)面(4)、右側(cè)面(5)沿該平面對稱，左孔(7)和右孔(8)沿該平面對稱分布。

5、進(jìn)一步，中孔(9)圓心與探針頭部(1)頂面(3)的距離為1毫米至5毫米。

6、進(jìn)一步，左孔(7)、右孔(8)、中孔(9)的直徑為0.6毫米至1.5毫米。

7、進(jìn)一步，3支動(dòng)態(tài)壓力傳感器的線纜(10)經(jīng)探針支桿(2)內(nèi)通道，由探針尾部引出。

本發(fā)明的有益效果是：

與現(xiàn)有的壓力探針相比，本發(fā)明經(jīng)過校準(zhǔn)風(fēng)洞標(biāo)定，能同時(shí)測得超音來流總壓、靜壓、偏轉(zhuǎn)角和馬赫數(shù)隨時(shí)間的變化，為葉輪機(jī)實(shí)驗(yàn)提供了一種高效、準(zhǔn)確測量超音二維非定常流場參數(shù)的手段。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的實(shí)施例中的測量超音速二維非定常流場的三孔動(dòng)態(tài)壓力探針的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是圖1的左視圖。

圖3是圖1的俯視圖。

其中：1-探針頭部，2-探針支桿，3-頂面，4-左側(cè)面，5-右側(cè)面，6-后側(cè)面，7-左孔，8-右孔，9-中孔，10-線纜。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)闡述。

如圖1所示，本實(shí)施例中介紹了一種測量超音速二維非定常流場的三孔動(dòng)態(tài)壓力探針，包括探針頭部(1)、支桿(2)，探針頭部(1)為三棱柱結(jié)構(gòu)，外接圓直徑為6毫米，探針頭部(1)高30毫米，其內(nèi)部裝有3支動(dòng)態(tài)壓力傳感器，探針頭部(1)的頂面(3)與探針支桿(2)自轉(zhuǎn)軸線垂直；探針測量時(shí)探針頭部(1)迎風(fēng)面包括對稱的左側(cè)面(4)和右側(cè)面(5)，背風(fēng)面為三棱柱后側(cè)面(6)；在探針頭部(1)左側(cè)面(4)、右側(cè)面(5)和兩個(gè)側(cè)面交界的前緣上各開有1個(gè)壓力感受孔，分別為左孔(7)、右孔(8)、中孔(9)，這3個(gè)互不相通的壓力感受孔，分別與探頭內(nèi)的3支動(dòng)態(tài)壓力傳感器連通。

探針支桿(2)圓柱體，直徑8毫米，其內(nèi)部開有圓型通道，直徑5毫米。

探針頭部(1)左側(cè)面(4)與右側(cè)面(5)交界的前緣線，與中孔(9)中心線在同一個(gè)平面上，左側(cè)面(4)、右側(cè)面(5)沿該平面對稱，左孔(7)和右孔(8)沿該平面對稱分布。

探針頭部(1)左側(cè)面(4)、右側(cè)面(5)夾角為36°。左孔(7)圓心與左側(cè)面(4)、右側(cè)面(5)交界的前緣線的距離為3毫米，右孔(8)圓心與左側(cè)面(4)、右側(cè)面(5)交界的前緣線的距離為3毫米。

中孔(9)圓心與探針頭部(1)頂面(3)的距離為2毫米。

左孔(7)、右孔(8)、中孔(9)的圓心在同一個(gè)平面上，直徑為0.6毫米。

3支動(dòng)態(tài)壓力傳感器的線纜(10)經(jīng)探針支桿(2)內(nèi)通道，由探針尾部引出

本發(fā)明實(shí)施例中介紹的測量超音速二維非定常流場的三孔動(dòng)態(tài)壓力探針，經(jīng)過超音速校準(zhǔn)風(fēng)洞標(biāo)定，可以獲得標(biāo)定數(shù)據(jù)。實(shí)際測量超音速二維非定常流場時(shí)，該三孔動(dòng)態(tài)壓力探針的3支動(dòng)態(tài)壓力傳感器同時(shí)測得各自感受到的非定常壓力數(shù)據(jù)，利用獲得的超音速校準(zhǔn)風(fēng)洞標(biāo)定數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，可以獲得超音二維非定常來流的總壓、靜壓、偏轉(zhuǎn)角和馬赫數(shù)隨時(shí)間的變化。