本發(fā)明屬于溫度、壓力測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，涉及跨音速三維非定常流場(chǎng)的動(dòng)態(tài)溫度、動(dòng)態(tài)壓力測(cè)量裝置，具體涉及一種測(cè)量跨音三維非定常流場(chǎng)的動(dòng)態(tài)溫度壓力組合探針，適用于葉輪機(jī)械進(jìn)口、出口和級(jí)間跨音速三維動(dòng)態(tài)流場(chǎng)的測(cè)試。

背景技術(shù)：

進(jìn)口流場(chǎng)存在動(dòng)態(tài)溫度、動(dòng)態(tài)壓力組合畸變會(huì)嚴(yán)重影響航空發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)、風(fēng)扇氣動(dòng)性能，甚至造成發(fā)動(dòng)機(jī)失速、喘振，研究動(dòng)態(tài)溫度、動(dòng)態(tài)壓力組合畸變的影響，迫切需要對(duì)存在動(dòng)態(tài)溫度、動(dòng)態(tài)壓力組合畸變的跨音速壓氣機(jī)進(jìn)口、級(jí)間、轉(zhuǎn)子出口跨音速三維動(dòng)態(tài)流場(chǎng)進(jìn)行測(cè)量。目前只能采用動(dòng)態(tài)壓力傳感器測(cè)量動(dòng)態(tài)壓力信號(hào)，采用小慣性熱電偶測(cè)量動(dòng)態(tài)溫度信號(hào)，采用常規(guī)的穩(wěn)態(tài)壓力探針測(cè)量總壓分布，不能提供更多的三維非定常流場(chǎng)信息，急需更有針對(duì)性的測(cè)量手段。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是：針對(duì)動(dòng)態(tài)溫度、動(dòng)態(tài)壓力組合畸變影響實(shí)驗(yàn)研究中測(cè)量手段不足問(wèn)題，發(fā)明一種測(cè)量跨音三維非定常流場(chǎng)的動(dòng)態(tài)溫度壓力組合探針，與現(xiàn)有的流場(chǎng)測(cè)試探針相比，能同時(shí)測(cè)得跨音速來(lái)流的溫度、總壓、靜壓、偏轉(zhuǎn)角、俯仰角、馬赫數(shù)和三維速度分量隨時(shí)間的變化。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：

1、一種測(cè)量跨音三維非定常流場(chǎng)的動(dòng)態(tài)溫度壓力組合探針，其特征在于：包括探針頭部(1)、支桿(2)，所述探針頭部(1)為楔頂棱柱狀結(jié)構(gòu)，其內(nèi)部封裝4支動(dòng)態(tài)壓力傳感器、安裝1支動(dòng)態(tài)溫度傳感器，探針測(cè)量時(shí)探針頭部(1)的迎風(fēng)面包括楔頂斜平面(3)、正平面(4)、對(duì)稱的左側(cè)平面(5)和右側(cè)平面(6)，背風(fēng)面為圓柱弧面(7)；動(dòng)態(tài)溫度傳感器頭部(8)露出楔頂斜平面；在探針頭部(1)的楔頂斜面(3)上，開(kāi)有一個(gè)壓力感受孔，為上孔(9)，在探針頭部(1)正平面(4)、對(duì)稱的左側(cè)平面(5)和右側(cè)平面(6)各開(kāi)有1個(gè)壓力感受孔，分別為中孔(10)、左孔(11)、右孔(12)，這4個(gè)互不相通的壓力感受孔，分別與探針頭部(1)內(nèi)的4個(gè)動(dòng)態(tài)壓力傳感器連通。

2、進(jìn)一步，探針支桿(2)為圓柱體，其內(nèi)部開(kāi)有圓型管道。

3、進(jìn)一步，探針頭部(1)的圓柱弧面(7)的軸線與探針支桿(2)的軸線重合。

4、進(jìn)一步，探針頭部(1)露出楔頂斜面的動(dòng)態(tài)溫度傳感器頭部(8)中心線與上孔(9)中心線、中孔(10)中心線、探針支桿(2)軸線在同一個(gè)平面上，左側(cè)平面(5)和右側(cè)平面(6)沿該平面對(duì)稱，左孔(11)和右孔(12)沿該平面對(duì)稱分布。

5、進(jìn)一步，探針頭部(1)的正平面(4)寬1毫米至2毫米，左側(cè)平面(5)和右側(cè)平面(6)夾角為30°至90°。

6、進(jìn)一步，探針頭部(1)楔頂斜平面(3)與探針支桿(2)軸線的夾角為28°至54°。

7、進(jìn)一步，動(dòng)態(tài)溫度傳感器安裝在探針頭部(1)楔頂棱柱狀結(jié)構(gòu)內(nèi)后方，動(dòng)態(tài)溫度傳感器頭部(8)露出楔頂斜面0.5毫米至3毫米。

8、進(jìn)一步，探針頭部(1)楔頂斜面(3)上的上孔(9)，在溫度傳感器頭部(8)的前下方，上孔(9)的直徑為0.6毫米至1.5毫米，圓心與楔頂斜面(3)底邊距離為1毫米至5毫米。

9、進(jìn)一步，探針頭部(1)的中孔(10)、左孔(11)和右孔(12)的直徑為0.6毫米至1.5毫米，中孔(10)圓心與楔頂斜面(3)的底邊距離為1毫米至5毫米。

10、進(jìn)一步，動(dòng)態(tài)壓力傳感器和動(dòng)態(tài)溫度傳感器的線纜(13)由探針支桿(2)內(nèi)的管道，由探針尾部引出。

本發(fā)明的有益效果是：

與現(xiàn)有跨音流場(chǎng)測(cè)試探針相比，本發(fā)明經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)風(fēng)洞標(biāo)定，能同時(shí)測(cè)得跨音來(lái)流溫度、總壓、靜壓、偏轉(zhuǎn)角、俯仰角、馬赫數(shù)和三維速度隨時(shí)間的變化，為葉輪機(jī)實(shí)驗(yàn)提供了一種高效、準(zhǔn)確、全面測(cè)量跨音三維非定常流場(chǎng)的手段。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的實(shí)施例中的測(cè)量跨音三維非定常流場(chǎng)的動(dòng)態(tài)溫度壓力組合探針的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是圖1的左視圖。

圖3是圖2的A向視圖。

其中：1-探針頭部，2-探針支桿，3-楔頂斜面，4-正平面，5-左側(cè)平面，6-右側(cè)平面，7-圓柱弧面，8-動(dòng)態(tài)溫度傳感器頭部，9-上孔，10-中孔，11-左孔，12-右孔，13-線纜。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)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(cè)量跨音三維非定常流場(chǎng)的動(dòng)態(tài)溫度壓力組合探針，包括探針頭部(1)和支桿(2)，探針頭部(1)為楔頂棱柱狀結(jié)構(gòu)，外接圓直徑為6毫米，探針頭部(1)高30毫米，其內(nèi)部封裝4支動(dòng)態(tài)壓力傳感器、安裝1支動(dòng)態(tài)溫度傳感器，探針測(cè)量時(shí)探針頭部(1)的迎風(fēng)面包括楔頂斜平面(3)、正平面(4)、對(duì)稱的左側(cè)平面(5)和右側(cè)平面(6)，背風(fēng)面為圓柱弧面(7)；動(dòng)態(tài)溫度傳感器頭部(8)露出楔頂斜平面；在探針頭部(1)的楔頂斜面(3)上，開(kāi)有一個(gè)壓力感受孔，為上孔(9)，在探針頭部(1)正平面(4)、對(duì)稱的左側(cè)平面(5)和右側(cè)平面(6)各開(kāi)有1個(gè)壓力感受孔，分別為中孔(10)、左孔(11)、右孔(12)，這4個(gè)互不相通的壓力感受孔，分別與探針頭部(1)內(nèi)的4個(gè)動(dòng)態(tài)壓力傳感器連通。

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

探針頭部(1)的圓柱弧面(7)的軸線與探針支桿(2)的軸線重合。

探針頭部(1)露出楔頂斜面的動(dòng)態(tài)溫度傳感器頭部(8)中心線與上孔(9)中心線、中孔(10)中心線、探針支桿(2)軸線在同一個(gè)平面上，左側(cè)平面(5)和右側(cè)平面(6)沿該平面對(duì)稱，左孔(11)和右孔(12)沿該平面對(duì)稱分布。

探針頭部(1)的正平面(4)寬1毫米，左側(cè)平面(5)和右側(cè)平面(6)夾角為40°。左孔(11)、右孔(12)和中孔(10)的圓心在同一平面上，左孔(11)圓心與正平面(4)左邊的距離為3毫米，右孔(12)圓心與正平面(4)右邊的距離為3毫米。

探針頭部(1)楔頂斜平面(3)與探針支桿(2)軸線的夾角為40°。

動(dòng)態(tài)溫度傳感器安裝在探針頭部(1)楔頂棱柱狀結(jié)構(gòu)內(nèi)后方，動(dòng)態(tài)溫度傳感器頭部(8)露出楔頂斜面1毫米。

探針頭部(1)楔頂斜面(3)上的上孔(9)，在溫度傳感器頭部(8)的前下方，上孔(9)的直徑為0.6毫米，圓心與楔頂斜面(3)底邊距離為1毫米。

探針頭部(1)的中孔(10)、左孔(11)和右孔(12)的直徑為0.6毫米，中孔(10)圓心與楔頂斜面(3)的底邊距離為1毫米。

動(dòng)態(tài)壓力傳感器和動(dòng)態(tài)溫度傳感器的線纜(13)由探針支桿(2)內(nèi)的管道，由探針尾部引出。

本發(fā)明實(shí)施例中介紹的測(cè)量跨音三維非定常流場(chǎng)的動(dòng)態(tài)溫度壓力組合探針，經(jīng)過(guò)跨音速校準(zhǔn)風(fēng)洞標(biāo)定，可以獲得標(biāo)定數(shù)據(jù)。實(shí)際測(cè)量跨音速三維非定常流場(chǎng)時(shí)，該動(dòng)態(tài)溫度壓力組合探針的4支動(dòng)態(tài)壓力傳感器、1支動(dòng)態(tài)溫度傳感器同時(shí)測(cè)得各自感受到的非定常壓力、非定常溫度數(shù)據(jù)，利用獲得的跨音速校準(zhǔn)風(fēng)洞標(biāo)定數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，可以獲得跨音來(lái)流溫度、總壓、靜壓、偏轉(zhuǎn)角、俯仰角、馬赫數(shù)和三維速度隨時(shí)間的變化。