全尺寸超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)推力測(cè)量臺(tái)架研制

朱舒揚(yáng)

（西安航天動(dòng)力試驗(yàn)技術(shù)研究所，陜西 西安710100）

0 引言

超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)采用高度一體化的結(jié)構(gòu)。目前國(guó)內(nèi)外普遍采用地面自由射流試驗(yàn)的方法獲得發(fā)動(dòng)機(jī)的總體性能[1-3]，其中推力參數(shù)是表征沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)性能的重要參數(shù)之一。因此沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)推力測(cè)量技術(shù)顯得至關(guān)重要，推力測(cè)量臺(tái)架是推力測(cè)量的關(guān)鍵設(shè)備，其設(shè)計(jì)成功與否直接影響推力測(cè)量的準(zhǔn)確性。

日本在1993年建造了超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)自由射流試驗(yàn)設(shè)備[4]。該試驗(yàn)系統(tǒng)中配置推力臺(tái)架測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)推力、升力和俯仰力矩，推力架可承載發(fā)動(dòng)機(jī)的最大質(zhì)量為400 kg。推力方向的測(cè)力范圍為9 kN，升力方向?yàn)?2 kN[5]。我國(guó)超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)主要的一些研究單位實(shí)現(xiàn)了煤油自燃點(diǎn)火，有的已實(shí)現(xiàn)超燃點(diǎn)火，初步獲得了凈推力[6]。

隨著超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)研究的深入開展，要求開展整機(jī)自由射流試驗(yàn)并對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)推力進(jìn)行測(cè)量。為了適應(yīng)超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)研制需要，設(shè)計(jì)了三分量推力測(cè)量臺(tái)架獲取發(fā)動(dòng)機(jī)推力參數(shù)。

1 整體設(shè)計(jì)方案

沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)受力復(fù)雜，作用在發(fā)動(dòng)機(jī)上的力不僅有外部高超聲速氣流作用下的氣動(dòng)力，還有發(fā)動(dòng)機(jī)本身燃燒產(chǎn)生的推力；不僅產(chǎn)生軸向推力，還會(huì)產(chǎn)生升力和俯仰力矩，各分量在測(cè)量時(shí)會(huì)產(chǎn)生相互干擾，推力測(cè)量難度大。為簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，先期發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)狀態(tài)不考慮攻角和側(cè)滑角，橫向力可以忽略不作為測(cè)量對(duì)象。體現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性能最重要的參數(shù)是軸向推力，法向升力只作為參考。……