拉瓦尔喷管是许多动力装置的重要部件,依靠其本身先缩后扩的几何结构能够产生强大推力,是发动机中能量转换的核心,在航空和航天等领域的应用较为普遍。喉部是拉瓦尔喷管中最为重要的结构,喉径的尺寸精度及表面质量对喷管性能影响较大,是喷管关键的加工工艺。较高的加工精度除对其自身加工工艺高精度的要求外,对其测量精度也提出了更高的要求。针对喷管喉部的特殊结构,本课题提出了喉径的液力测量方法。根据被测件的流量特性,液力测量通过测量流量值的变化来反应尺寸量的变化,具有非接触、精度高、稳定性好等优点。在孔口流动流量特性理论分析的基础上,建立了拉瓦尔喷管喉径尺寸液力芯型测头塞规模型,研究喉径液力测量原理,并在此基础上,完成了芯型测头形状及尺寸设计,确定了合适的压差取值范围。对液力芯型测头塞规模型内部流场进行仿真,分析了测量模型的压差-流量特性,以及喉部通流面积与流量之间的对应关系,并据此优化了测量模型的结构参数和测量参数;分析了测量模型中影响流量的误差因素,以误差因素为因变量,分析误差因素对喉径测量结果的影响。采用计算机控制技术,设计自动化测量方案。设计喉径尺寸液力测量实验平台的油路系统,实现压差的闭环控制和温度的自动控制;根据喉径液力测量的理论模型,设计喷管喉径测量系统的夹具体结构;编写测量系统软件,实现压力的自动调节、温度的自动控制、喉径的自动测量及相关数据的输出和存储。对喉径液力测量平台进行实验研究,进行喉径测量系统初步实验,确定合适的芯型测头、压差和测量夹具;进行喉径液力测量的算法研究,并完成测量系统综合实验,包括标定实验、测量实验、误差因素对测量结果影响实验。实验结果表明,拉瓦尔喷管喉径液力测量平台具有较高的测量精度和重复性精度。