[發明專利]一種低速風洞固定轉捩帶及其制作方法

有效

• 申請號: 201410320346.X
• 申請日: 2014-07-08
• 公開（公告）號: CN104062089A
• 公開（公告）日: 2014-09-24
• 發明（設計）人: 張鵬;陳洪;楊曉娟;倪章松;張衛國;章榮平;劉李濤;任章濤;金啟剛;馬國輝;姜裕標;祝明紅;孫海生;萬啟明
• 申請（專利權）人: 中國空氣動力研究與發展中心低速空氣動力研究所
• 主分類號: G01M9/04
• 分類號: G01M9/04
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 詹永斌

技術領域

本發明屬于航天、航空飛行器低速風洞固定轉捩試驗領域，尤其是涉及一種低速風洞固定轉捩帶。

背景技術

真實飛機在空中飛行時，由于飛行雷諾數很高，飛機各部件表面附面層幾乎全是紊流狀態。而在風洞試驗當中，由于試驗雷諾數比較低，因此在模型表面有相當長的一段層流附面層，這就造成了模型表面附面層狀態與真實飛機有著較大差別。這種差別使風洞試驗中雷諾數的影響變得復雜并且無規律。如果在模型試驗時采用附面層人工固定轉捩的方法，使得模型表面附面層與飛機相似，則雷諾數影響的修正可大為簡化。

人工固定轉捩就是在試驗模型表面一定位置處人為地引入一些擾動源（粗糙元），強迫附面層由層流轉捩成紊流狀態。

在風洞試驗試驗時，常用的固定轉捩方法是在模型表面粘貼金剛砂、微型玻璃球、鋸齒型銅片或柱狀粗糙元，這種粘貼在模型由層流到紊流附面層轉捩位置上的條狀粗糙元稱轉捩帶。目前在國內使用較多的轉捩帶有金剛砂、鋸齒狀轉捩帶、基于紙質模板的柱狀轉捩帶等。

金剛砂轉捩帶制作是靠人工吹氣的方式進行粘貼制作，這種轉捩帶制作受人為影響因素較大，不同的人吹氣方式、大小不同，制作出來的金剛砂轉捩帶質量就一樣，厚度定位精度不高。鋸齒狀轉捩帶常應用于戰斗機試驗模型，這種轉捩帶選擇范圍小，且其在風洞中的附加阻力無法扣除。目前，國內部分高速風洞使用的是基于紙質模板的柱狀轉捩帶，該粗糙元的直徑、間距等參數可以通過紙質模具尺寸來控制，先將帶有一定直徑與間距孔的紙質模板粘貼在試驗模型表面，然后將原子灰與膠的混合物在每一個孔處涂抹，等原子灰晾干后，再扯開紙質模板。通過試驗以及制作該轉捩帶，發現其高度受紙質模板精度、膠濃度與人為因素影響，導致不同人制作出不同高度的轉捩帶，而高度選取直接影響試驗質量和精準度，故現有轉捩帶制造與粘貼工藝等需要優化。

發明內容

本發明的目的是在現有技術的基礎上，結合汽車車貼制作技術，設計出一種用于低速風洞常用試驗風速為70m/s的轉捩帶。

本發明采用如下技術方案：一種低速風洞固定轉捩帶，包括膠帶、若干柱狀點、紙袋，所述膠帶與紙袋粘貼在一起，柱狀點設置在膠帶與紙袋之間。

在上述技術方案中，所述若干柱狀點大小均勻、柱狀點與柱狀點之間等間距水平排列在膠帶與紙袋之間。

在上述技術方案中，所述柱狀點的材質為薄而柔軟的PVC材料。

在上述技術方案中，所述柱狀點的厚度為0.10mm～0.30mm。

在上述技術方案中，所述柱狀點的兩個表面都具有粘性，且柱狀點與紙袋接觸面的粘性強于柱狀點與膠帶接觸面的粘性。

在上述技術方案中，所述柱狀點之間的距離為可調。

在上述技術方案中，所述紙袋與膠帶接觸的一面表面上設置有一層塑料薄膜，所述柱狀點設置在塑料薄膜與膠帶之間。

一種低速風洞固定轉捩帶的制作方法：

步驟一：選擇一種特定厚度的PVC材質材料，將其粘貼在帶有塑料薄膜的紙袋上，然后將其裁剪成相應尺寸的帶狀；

步驟二：采用打孔機在帶狀PVC材質材料上沿同一水平方向等間距的打孔，然后去掉除打孔機打孔處之外的PVC材料，剩下的PVC材料形成柱狀點；

步驟三：然后再將膠帶粘貼在柱狀點的表面。

在上述技術方案中，所述打孔過程中，只能將PVC材料打穿，不能將紙袋打穿。

本發明的設計思想來源于汽車車貼制作技術，汽車最高時速可達300km/h，且車身車貼不受風力破壞。低速風洞常用試驗風速為70m/s(換算為252 km/h)，同樣處于低速范疇。

綜上所述，由于采用了上述技術方案，本發明的有益效果是：與普通柱狀轉捩帶相比，該轉捩帶的特征參數厚度與間距已固定，在使用過程中不受人工粘貼影響，操作簡單，易保存。

本發明借鑒了車貼制作工藝，在其基礎上創造了一種新型的制作工藝，利用微小PVC材質轉印技術。

本發明實用性較強，以往在風洞試驗中進行固定轉捩試驗時，在飛機模型機翼下表面、發房內外表面、平尾上下表面、垂尾左右表面處粘貼基于原子灰等柱狀轉捩帶時，需要將模型部件拆出洞外進行，耗費了大量的試驗時間，且制作效果因人而異。本發明的轉捩帶在以上飛機模型不同位置處，粘貼時操作簡單，方便，時間快，效率高，即貼即用，易粘貼，粘性好，且造價便宜。將該技術應用于低速風洞測力試驗屬于國內首例。

附圖說明

本發明將通過例子并參照附圖的方式說明，其中：

圖1是本發明的結構示意圖；

圖2是本發明使用示意圖；