&’ )*+
" () ",*-. /-).01
"% (
式中2 " -* 34+（懸臂梁）；
&—
—楊氏模量；
’———轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；
%———光束波長；
(—
—質(zhì)量 5長度。
這個(gè)頻率值高于發(fā)動(dòng)機(jī)高低轉(zhuǎn)速引起的葉片通過頻率，其最高值為 -+601。
對發(fā)動(dòng)機(jī)慢車狀態(tài)氣流條件下，沿陶瓷體軸線的梯度進(jìn)行了計(jì)算，其使用條件為：78 " 9+,:；; " 3* -6<=；>= ")*?,。將陶瓷作為外于橫向氣流中圓柱體進(jìn)行分析，計(jì)算陶瓷體尖部溫度 7;為：
7; "78 @（78 @7A） " 9+.:
-
" BCDE（%%）
% "
.FG:8（5H:I ）
式中2 78 " 9+,:；
7A " ,..:；
%———陶瓷體高度，-* )B(；
FG —
—努塞爾數(shù)，F(xiàn)G "--.*4；
:8 ———燃?xì)獾膫鳠崧剩?8"-*+4/-) @.B=J（5D•B(•:）；
:B ———陶瓷傳熱率，:B "3*?? /-) @.B=J（5D•B(•:）；
H—
—陶瓷體直徑，H " )* .3B(。
-* :的熱傳導(dǎo)損失很低，說明探測頭在平均燃?xì)鉁囟葪l件下可以正常工作，不影響熱電偶支承線和最終探測溫度。
應(yīng)用上述公式可以計(jì)算熱電偶探頭元件和支承線的固有頻率。4,&(和 +)&(線作為兩端支承的梁來計(jì)算（ ".*4?），固有頻率為 -)601和 +9* ?601。+-)&(和 ?3) 5 &(支承線作為懸臂梁計(jì)算（ " -* 34+），其固有頻率為 .601和 ?4601。這些頻率更高，而且遠(yuǎn)離發(fā)動(dòng)機(jī)頻率，超過 )K。
?*數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng)集的溫度電信號(hào)經(jīng)放大器輸入過濾器，動(dòng)態(tài) 4,&(偶絲和動(dòng)態(tài) +)&(偶絲均設(shè)有各自過濾器。經(jīng)過傅里葉分析器系統(tǒng)輸出，記錄在 L>磁帶機(jī)上。
對于雙線被動(dòng)熱電偶，選用較小直徑的熱電偶進(jìn)行補(bǔ)償，考慮導(dǎo)熱和對流的影響。因?yàn)樵诟哳l脈動(dòng)時(shí)，小直徑熱電偶具有較好的響應(yīng)和信噪特性，因此對其頻率域進(jìn)行數(shù)字補(bǔ)償，對補(bǔ)償頻率譜進(jìn)行傅里葉變換以得到補(bǔ)償時(shí)間波形。經(jīng)過驗(yàn)證，瞬時(shí)譜的頻率響應(yīng)超過 -601，平均譜的頻率響應(yīng)超過 -* 601。
通過虛擬電路類比來研究補(bǔ)償譜，在計(jì)算機(jī)中比較輸入輸出波形。實(shí)際燃燒室中最有代表性的波形是從 ) M -601，-+:峰—峰值
01。在 ) M ))01帶寬中誤差為 ,* -K；在 )) M -)))01帶寬中的誤差為 4* ,K；對于 -+:峰一峰值 01波形，在 ) M ))01帶寬中的誤差
•--9.•
為 " ，在 %&& ’ (&&&)*帶寬中的誤差為 (%" +。
在縮尺燃燒器排氣溫度約為 (+%%,下進(jìn)行了試驗(yàn)。在 -(&&發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)中記錄 ./
熱電偶元件失效之前的最高溫度點(diǎn)。
對采集的 (%&個(gè)記錄進(jìn)行求和平均，以計(jì)算縮尺燃燒室和 -(&&發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)測點(diǎn) ./
和 %0& 1 2/熱電偶輸出之間的測量傳遞函數(shù)。在取樣率 &+.)*和記錄長度 %&3點(diǎn) 1記錄
下，每個(gè)記錄為 0&&/4步長。總的作數(shù)據(jù)平均時(shí)間為 .&4。傅里葉系統(tǒng)防混濾波器設(shè)為
(%0&)*。在頻率 3)*、(&)*、.、 %3)*、5&)*上測量的傳遞函數(shù)用于確定實(shí)時(shí)的丁值，用以產(chǎn)
生補(bǔ)償譜。
雙線被動(dòng)熱電偶準(zhǔn)確的用于動(dòng)態(tài)溫度測量，在 (&&,土 0&&,下工作壽命不少于 06，
頻率響應(yīng)達(dá) 27)*，空間分辨率 *&" 08/，可承受振動(dòng) (&9。
三、湍流反應(yīng)流的激光測量
航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室中發(fā)生的燃燒是湍流燃燒過程。這種湍流燃燒是由湍流流動(dòng)特性、
燃燒的化學(xué)動(dòng)力過程和放熱之間的相互作用決定的。通過試驗(yàn)方法研究燃燒室中湍流燃
燒特，性，給出湍流燃燒規(guī)律的基本預(yù)測及其定量數(shù)據(jù)，對于燃燒室設(shè)計(jì)、溫度場分析和排
放物測量均具有很重要的意義。重點(diǎn)在于通過測量了解湍流燃燒機(jī)理，其方法主要是通過
激光散射測量溫度、密度和各成分的濃度，以及速度和幾個(gè)標(biāo)量參數(shù)之間關(guān)系的聯(lián)合試驗(yàn)
測定。
近年來計(jì)算燃燒學(xué)的發(fā)展，其預(yù)測方法和激光測量相結(jié)合促進(jìn)了發(fā)動(dòng)機(jī)中燃燒室復(fù)雜
反應(yīng)流的研究，增進(jìn)了對其物理和化學(xué)過程的理解。
("湍流火焰的瑞利散射測量
應(yīng)用激光探測湍流流動(dòng)，這是在時(shí)間和空間兩個(gè)變量求解流場的特征參數(shù)。可以通過
單色激光束聚焦檢測信號(hào)，或者通過多路激光束聚焦檢測信號(hào)。標(biāo)量參數(shù)的瞬態(tài)測量是采
用脈沖激光源，其脈沖持續(xù)時(shí)間在 (& : ’(& :.4。
氣流中夾雜一定濃度的小質(zhì)量，如塵埃污染和霧化油珠等成為示蹤小質(zhì)點(diǎn)，在接受激
光照射后成為“二次點(diǎn)光源”而向四面八方發(fā)出“散射光”。這種散射光的特點(diǎn)是沿入射光
向前散射光比向后散射光強(qiáng)約 2;<倍。微小質(zhì)點(diǎn)其散射光太微弱；較大質(zhì)點(diǎn)（ +(& 1 /）因
慣性大，在加、減速氣流中會(huì)有速度差，因此利用大質(zhì)點(diǎn)散射光測速會(huì)出現(xiàn)誤差，故一般要
求示蹤質(zhì)點(diǎn)尺寸為 &" (/=>*(" &/。
激光散射技術(shù)應(yīng)用于湍流火焰燃燒系統(tǒng)時(shí)對“凍結(jié)”的化學(xué)反應(yīng)可以按時(shí)間測量瞬態(tài)
湍流火焰，對單點(diǎn)采用聚焦激光束，對平面多采用多維成像技術(shù)，它可以拍攝大面積湍流火
焰。
基本散射過程有兩種：一種是彈性散射，其波長不變，即是由粒子產(chǎn)生的邁耶（ ?@A）散
射（構(gòu)成前述的激光測速儀的基本原理）、瑞利散射和分子共振熒光。另一種是非彈性散
射，包括線性效應(yīng)的拉曼散射和激光誘導(dǎo)熒光，非線性效應(yīng)的，如相干反斯托克斯拉曼光譜（BCDE），這種拉曼散射用于測量溫度和濃度。（(）瑞利散射強(qiáng)度瑞利散射用于測量溫度或密度。當(dāng)粒子尺寸小于光波長，而粒子的間距大于光波時(shí)發(fā) •((+0•
中國航空網(wǎng) m.k6050.com
航空翻譯 www.aviation.cn
本文鏈接地址：飛機(jī)檢測與維修實(shí)用手冊 4(47)
