发动机喷燃雾化器件尺寸与形位校准装置

技术简介

随着新一代高性能战斗机（三代机、三代半机和四代机等）、大型运载火箭、精确变轨卫星和高速巡航导弹等的技术/战术指标不断提升，对核心部件或分系统的性能提出越来越高的要求，因此，不断引入先进技术，如燃料微喷雾化技术、微孔气膜冷却保护技术和跨尺度微/小孔超精密制造技术等，这集中地反映在上述高性能武器装备的发动机和伺服机构上。由于我国缺少在宏观零件上进行大深径比微孔和小孔的超精密加工和测量技术与装备，在研究和生产中必然遇到极大的困难，使大深径比微孔径和小孔径的超精密测量成为技术难题，并使其成为制约发动机和伺服机构制造质量提升和性能指标提升的瓶颈。

技术突破：
（1）提出了基于双光纤共球耦合的微位移传感方法，研制成功深微孔瞄准传感器的测量系统，解决了测头可测深度和孔径大小光学系统景深受限制的难题，可测最小孔径达0.1mm，深径比不大于9：1；
（2）提出了基于微焦准直的光纤微位移传感方法，研制成功深微孔瞄准传感器与测量系统，其位移放大倍率达2000倍～10000倍，分辨力达1nm，深微孔瞄准传感器具有深5mm的测量能力，可测最小孔径达0.1mm，解决了大深径比微孔径超精密测量难题。
（3）提出了基于球形电容极板的微位移传感方法，研制成功深小孔瞄准传感器与测量系统，可测最小孔径达3.0mm，可测孔深径比不大于13:1，测量分辨力达4nm，解决了毫米级大深径比小孔超精密测量难题。
（4）研制成功国内第一台大深径比微孔和小孔超精密测量仪，填补了国内空白。
实现原理：
采用瞄准触发式测量原理。
实现途径：
采用双光纤共球耦合瞄准式传感器、单光纤微焦准直式传感器和球形电容极板式传感器，形成测量过程中的准确瞄准。

技术特点

在深微孔测量技术领域，综合水平最高、最具权威性的是德国联邦物理技术研究院（PTB）。该单位在完成基于微光珠传感的深微小孔测量技术后，研制出基于上述技术原理的测量标准装置。本项目研制的“大深径比微/小孔径超精密测量装置”经与PTB进行的对比实验表明：双方对标准样件0.3mm的微测试结果吻合；PTB可测量的最小孔径为0.2mm，本项目为0.1mm；PTB对百微米量级深微孔的可测深度为0.5mm，本项目对百微米量级的深微孔的可测深度为5.0mm；PTB的扩展不确定度为0.9m，本项的扩展不确定度为0.5m。在可测最小孔径、可测最大深度和测量精度三个核心指标方面均优于目前国际最高水平。

技术指标

（1）微力或非接触式瞄准与测量方式；
（2）孔径测量范围：0.1 mm～20mm，扩展不确定度：0.5μm（k=2）；
（3）可测长径比：
微孔部分： 0.1 mm～1.0mm（不含1.0mm） 9:1
小孔部分： 1.0 mm～20.0mm 13 :1

技术水平

国际领先

专利状态

已取得专利22项

技术状态

试生产、应用开发阶段

合作方式

技术服务

投入需求

1200 万元