（精）156_tps空气桥与半模天平研制

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1、2006年用户年会论文TPS空气桥与半模天平研制彭云程松张征宇林俊王超中国空气动力研究与发展中心，四川绵阳621000[摘要]空气桥和半模天平为TPS高速风洞试验的测量、支撑和动力供给装置，更是TPS风洞试验测量系统的核心。刚度匹配是空气桥和半模天平的设计重点和难点，其性能直接影响试验模型气动力和TPS推力测量的精度和准度。针对TPS空气桥和半模天平的刚度分配与设计，提出空气桥和半模天平组合一体化设计方法，建立虚拟样机模型，并用ANSYS对空气桥与半模天平进行分析和研究，使其性能达到了设计的指标和要求，为我国开展TP

2、S风洞试验以及飞行器发动机/机体一体化优化的技术研究奠定了坚实的基础。[关键词]TPS；空气桥；柔性节；半模天平；有限元分析DevelopmentoftheTPSAir-supplyLineBridgesandHalf-modalBalancePENGYun,CHENGSong,ZHANGZhenyu,LINJun,WANGChaoChinaAerodynamicsResearch&DevelopmentCenter,Mianyang621000，China[Abstract]InTPSsupersonicwined

3、tunneltest,thehalf-modebalance(HMB)andtheair-supplylinebridges(ALB)areusedformeasure,supportandenergysupply.Asamuchimportantmeasuringsystem,themachofthebothstiffnessdirectlyinfluencestheforcetestaccuracy.Inallusiontothestiffnessdesignandmach,theHMBandtheALBareb

4、eenintegratedinthisdesignprocess,andthevirtualprototypeofthemarebeenmade.ThewholeanalysisandthelargestudyaredonebyusedofANSYS.Asaresult,thedesignoftheHMBandtheALBhasbeenaccomplished,andthebasesoftheresearchandthedevelopmenthavebeenestablishedinourcountry,withth

5、eTPSwindtunneltestandtheoptimizationoftheaircraftandtheengine.[Keyword]TurbinePoweredSimulator；Air-supplyLineBridges；FlexiblePipelineConnector；Half-modalBalance；FiniteElementAnalysis1前言2006年用户年会论文目前，发动机／机体一体化优化设计和飞行器性能评估主要依靠带涡轮风扇模拟器（TurbinePoweredSimulator，简称TP

6、S）动力模拟风洞试验，精确模拟涡扇发动机推进系统的气动力效应并精确测量气动力(图1为空客A380TPS风洞试验）。在TPS动力模拟风洞试验中，TPS的涡轮高压驱动气体需由外部引入，而测量装置希望测得的仅仅是模型外部的气动力与TPS短舱推力的合力，因此如何减小并扣除高压供气系统对模型天平测力结果的干扰，是一个急待解决的关键技术问题，解决这一关键问题的技术途径是在高压供气管路上安装空气桥。由于我国过去没有开展TPS高速风洞试验技术研究，空气桥研制没有经验和技术储备，对空气桥结构、功能和机理也仅有有限的感性认识。图1空客A

7、380TPS风洞试验图2TPS空气桥、半模天平与模型空气桥和半模天平为TPS高速风洞试验的测量、支撑和动力供给装置，更是TPS风洞试验测量系统的核心，其刚度直接影响试验模型气动力和TPS推力测量的精度和准度，TPS空气桥、半模天平与风洞模型的安装位置如图2所示。空气桥一端与天平固定端（风洞洞体）固结，另一端与天平浮动端（风洞模型）固结，因此，模型的气动载荷和TPS短舱推力同时通过天平（高精度多分量力测量传感器）和空气桥传递到风洞洞体半模转窗。为了准确测量模型的气动载荷和TPS短舱推力，理想情况的空气桥是一个非常柔性、

8、弹性、稳定性极高的管路系统，不传递任何载荷。考虑到空气桥承载压力为6MPa，气流温度为80℃，其需要足够的强度和刚度，不可能设计成“完全柔性”的管路系统。为了保证测量的精确度，空气桥对半模天平测值影响量需小于3‰。因此，在进行TPS空气桥和半模天平设计时，一方面在保证天平各分量测量灵敏度的情况下应尽可能提高天平的刚度；另一方面应在保证强度与稳定