本發(fā)明屬于空氣加熱裝置領(lǐng)域，具體涉及一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)地面直連式試驗(yàn)空氣加熱裝置。
背景技術(shù)：
直連式試驗(yàn)技術(shù)是航空發(fā)動(dòng)機(jī)研究中的一項(xiàng)非常關(guān)鍵的技術(shù)。航空發(fā)動(dòng)機(jī)直連式試驗(yàn)技術(shù)是在地面通過管道或者模擬喉道把航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室和試驗(yàn)裝置直接連接起來(lái)，通過對(duì)試驗(yàn)裝置的調(diào)節(jié)，人為地使燃燒室進(jìn)口氣流參數(shù)和排氣參數(shù)與實(shí)際飛行時(shí)的氣流參數(shù)相同，燃燒室的進(jìn)口氣流參數(shù)包括流量、總溫、總壓及馬赫數(shù)，其中進(jìn)口氣流的馬赫數(shù)與結(jié)構(gòu)有關(guān)，在保證了來(lái)流流量、總溫及總壓的前提條件下，當(dāng)進(jìn)口截面與實(shí)際飛行時(shí)保持一致，就嚴(yán)格保證了來(lái)流馬赫數(shù)。
現(xiàn)有技術(shù)的航空發(fā)動(dòng)機(jī)地面直連式試驗(yàn)空氣加熱裝置大多采用電加熱的吸熱式加熱器，如在文獻(xiàn)amnonnetzer,alongany.burningandflameholdingcharacteristicsofaminiaturesolidfuelramjetcombustor[r].aiaa88-3044,1988.中提到的電加熱器，這種空氣加熱器加熱范圍有限，最高只能達(dá)到800k，而且耗電量大，研究成本高。在發(fā)動(dòng)機(jī)直連式試驗(yàn)中也有使用燃料燃燒來(lái)加熱空氣的裝置，如在文獻(xiàn)李小平，葛李虎，欒希亭.加熱器在沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)技術(shù)中的應(yīng)用研究[j].火箭推進(jìn)，2007,33(3):14-19.中提到的沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)直連試驗(yàn)臺(tái)，但這些裝置往往體型龐大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，所需氣量大，導(dǎo)致研究成本很高。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明所解決的技術(shù)問題在于提供一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)地面直連式試驗(yàn)空氣加熱裝置，以解決現(xiàn)有加熱器結(jié)構(gòu)復(fù)雜、試驗(yàn)成本高的問題。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為：
一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)地面直連式試驗(yàn)空氣加熱試裝置，包括空氣入口管、管道、第一轉(zhuǎn)接體、火焰穩(wěn)定器、燃燒罐和第二轉(zhuǎn)接體；
所述空氣入口管位于整個(gè)加熱裝置的一端，空氣入口管一端設(shè)有空氣入口；空氣入口管另一端與管道相連；所述管道的另一端通過第一轉(zhuǎn)接體與燃燒罐相連；火焰穩(wěn)定器位于燃燒罐內(nèi)，且火焰穩(wěn)定器位于第一轉(zhuǎn)接體與燃燒罐內(nèi)之間，火焰穩(wěn)定器的圓錐端朝向管道一側(cè)；所述燃燒罐另一端與第二轉(zhuǎn)接體相連；所述第二轉(zhuǎn)接體的另一端設(shè)有燃?xì)獬隹?；所述管道靠近空氣入口管端徑向設(shè)有氫氣入口；管道靠近第一轉(zhuǎn)接體端徑向設(shè)有點(diǎn)火口；所述燃燒罐中間徑向設(shè)有氧氣入口；燃燒罐靠近第二轉(zhuǎn)接體端徑向設(shè)有壓力傳感器接口和溫度傳感器接口；壓力傳感器接口和溫度傳感器接口上分別安裝有壓力傳感器和溫度傳感器。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)：
(1)使用h2和空氣燃燒加熱，使得進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室的氣體潔凈，品質(zhì)好，在燃燒罐5中部添加氧氣，更能接近發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際工作狀況；
(2)燃燒穩(wěn)定性好，加熱范圍廣(600k～1500k)，并可滿足航空發(fā)動(dòng)機(jī)在來(lái)流速度2～4.5ma之間的模擬試驗(yàn)；
(3)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，研究成本低，安全穩(wěn)定性高。
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
附圖說(shuō)明
圖1為航空發(fā)動(dòng)機(jī)地面直連式試驗(yàn)空氣加熱裝置剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
為了說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案及技術(shù)目的，下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的介紹。
本發(fā)明的一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)地面直連式試驗(yàn)空氣加熱裝置，包括空氣入口管1、管道2、第一轉(zhuǎn)接體3、火焰穩(wěn)定器4、燃燒罐5和第二轉(zhuǎn)接體6；
所述空氣入口管1位于整個(gè)加熱裝置的一端，空氣入口管1為兩端設(shè)有通孔的圓柱形腔體結(jié)構(gòu)，空氣入口管1一端設(shè)有空氣入口11，用于連接外部空氣壓力罐；空氣入口管1另一端與管道2相連；所述管道2的另一端通過第一轉(zhuǎn)接體3與燃燒罐5相連；火焰穩(wěn)定器4位于燃燒罐5內(nèi)，且火焰穩(wěn)定器4位于第一轉(zhuǎn)接體3與燃燒罐5內(nèi)之間，火焰穩(wěn)定器4的圓錐端朝向管道2一側(cè)；所述燃燒罐5另一端與第二轉(zhuǎn)接體6相連；所述第二轉(zhuǎn)接體6的另一端設(shè)有燃?xì)獬隹?1；所述管道2靠近空氣入口管1端1/3處位置，徑向設(shè)有氫氣入口21，用于連接外部氫氣壓力罐；管道2靠近第一轉(zhuǎn)接體3端徑向設(shè)有點(diǎn)火口22，用于火花塞點(diǎn)點(diǎn)燃?xì)怏w；所述燃燒罐5中間徑向設(shè)有氧氣入口51，用于連接外部氧氣壓力罐；燃燒罐5靠近第二轉(zhuǎn)接體6端徑向設(shè)有壓力傳感器接口52和溫度傳感器接口53；壓力傳感器接口52和溫度傳感器接口53上分別安裝有壓力傳感器和溫度傳感器，分別用于測(cè)試燃燒罐5內(nèi)燃燒時(shí)的氣體壓力和溫度變化，以便調(diào)整進(jìn)入外部航空發(fā)動(dòng)機(jī)在的來(lái)流速度和來(lái)流溫度。
進(jìn)一步的，所述第一轉(zhuǎn)接體3為一端圓錐形、另一端為圓柱形的構(gòu)成的塔形腔體結(jié)構(gòu)；圓錐端與管道2相連，圓柱端設(shè)有外螺紋與燃燒罐5內(nèi)螺紋通過螺紋相連，燃燒罐5內(nèi)與第一轉(zhuǎn)接體3相連端設(shè)有一圈臺(tái)階，火焰穩(wěn)定器4通過第一轉(zhuǎn)接體3卡入燃燒罐5臺(tái)階上。
進(jìn)一步的，所述空氣入口11數(shù)量為n個(gè)(n≥1)均勻分布在空氣入口管1端面軸向一周；優(yōu)選的，n為4個(gè)，可以同時(shí)連接4個(gè)空氣壓力罐，便于保證供給空氣壓力的穩(wěn)定性。
所述火焰穩(wěn)定器4的圓錐體的圓錐角在30°～60°之間，有利于燃燒氣體穩(wěn)定過度到燃燒室。
所述氧氣入口51數(shù)量為m個(gè)(m≥1)，均勻分布在燃燒罐5的一周；氧氣入口51越多越好，便于氧氣與前端燃燒后的氣體均勻混合。
在航空發(fā)動(dòng)機(jī)地面試驗(yàn)中，要嚴(yán)格保證試驗(yàn)?zāi)Ｐ瓦M(jìn)口空氣的流量、總溫、總壓和馬赫數(shù)，其中模擬總溫是一項(xiàng)非常關(guān)鍵和重要的環(huán)節(jié)。本實(shí)施例通過外部氣管的壓力控制空氣和h2的混合比例以及流量并進(jìn)而控制燃燒罐5內(nèi)的總溫。試驗(yàn)空氣從進(jìn)氣口11進(jìn)入空氣入口管1，空氣和h2在管道2中混合，在管道2內(nèi)通過點(diǎn)火口22點(diǎn)火后，燃燒氣體沿著火焰穩(wěn)定器4的中心錐進(jìn)入燃燒罐5內(nèi)。氫氣在火焰穩(wěn)定器4的作用下與空氣充分混合，并在燃燒罐5內(nèi)穩(wěn)定燃燒，從而提高來(lái)流試驗(yàn)空氣總溫。在燃燒罐5中部添加氧氣，以補(bǔ)充混合氣體中消耗掉的氧氣，使得地面試驗(yàn)發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)流氣體中氧氣含量與其在空中飛行時(shí)氧氣含量一致。通過溫度傳感器和壓力傳感器分別測(cè)出燃燒罐5內(nèi)氣體的溫度和壓力，與理論值進(jìn)行比較，進(jìn)而調(diào)整空氣和h2混合比例以及流量。然后經(jīng)過加熱裝置處理的高溫氣體通過燃?xì)獬隹?1噴出得到所需要的高總溫氣體。
本發(fā)明采用h2和空氣燃燒加熱，使得進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室的氣體潔凈，品質(zhì)好，在燃燒罐5中部添加氧氣，以補(bǔ)充混合氣體中消耗掉的氧氣，使得地面試驗(yàn)發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)流氣體中氧氣含量與其在空中飛行時(shí)氧氣含量一致，更能接近發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際工作狀況；通過溫度傳感器和壓力傳感器分別測(cè)出燃燒罐5內(nèi)氣體的溫度和壓力，調(diào)整加熱范圍(600k～1500k)，可滿足航空發(fā)動(dòng)機(jī)在來(lái)流速度2～4.5ma之間的模擬試驗(yàn)；本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不需要冷卻裝置，研究成本低，安全穩(wěn)定性高。
雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種的更動(dòng)與潤(rùn)飾。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視權(quán)利要求書所界定者為準(zhǔn)。