[發(fā)明專利]一種超音速進(jìn)氣道的正激波位置測(cè)量方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710831859.0
• 申請(qǐng)日: 2017-09-15
• 公開（公告）號(hào): CN107764505A
• 公開（公告）日: 2018-03-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 唐仁杰;盧杰;趙勝海;熊薇;萬麗穎;任志文;周昌申;陳尊敬;安平;江海濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江西洪都航空工業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): G01M9/06
• 分類號(hào): G01M9/06
• 代理公司: 中國航空專利中心11008
• 代理人: 杜永保

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于超音速進(jìn)氣道激波測(cè)量技術(shù)，具體涉及一種超音速進(jìn)氣道的正激波位置測(cè)量方法。

背景技術(shù)

根據(jù)激波系與進(jìn)氣道唇口之間相對(duì)位置關(guān)系，超音速進(jìn)氣道可分為外壓式、混壓式和內(nèi)壓式超音速進(jìn)氣道。其中，外壓式和混壓式是兩種最常用的超音速進(jìn)氣道。對(duì)于這幾種不同類型的超音速進(jìn)氣道，正激波的位置都是表征進(jìn)氣道工作狀態(tài)的重要參數(shù)，及時(shí)有效地調(diào)節(jié)正激波的位置是保證進(jìn)氣道高效率正常地工作、防止進(jìn)氣道出現(xiàn)喘振等異常狀態(tài)的必要手段。因此，對(duì)于具有自我調(diào)節(jié)控制能力的超音速進(jìn)氣道，在超音速進(jìn)氣道的工作過程中，需要能夠快速、準(zhǔn)確、簡便地測(cè)知正激波的位置。

目前，超音速進(jìn)氣道正激波位置的測(cè)量，常見的技術(shù)途徑是采用傳感器測(cè)量進(jìn)氣道內(nèi)的壓力、溫度等間接指示激波位置的方式，該方式可以沿用成熟的壓力、溫度傳感器產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造和供貨渠道。但用傳感器間接測(cè)量方式也存在測(cè)量點(diǎn)偏多、傳感器體積和重量偏大，過多地影響進(jìn)氣道內(nèi)正常氣體流動(dòng)工作狀態(tài)；測(cè)量參數(shù)響應(yīng)時(shí)間過長、不利于進(jìn)氣道控制的及時(shí)響應(yīng)；而且間接測(cè)量方式只是一種間接觀測(cè)手段，不能直接表明進(jìn)氣道的正激波位置等問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是：提供一種測(cè)量點(diǎn)少、實(shí)施方便的超音速進(jìn)氣道的正激波位置測(cè)量方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種超音速進(jìn)氣道的正激波位置測(cè)量方法，其在超音速飛行器的機(jī)身1下方進(jìn)氣道2出口段安裝聲波發(fā)射器，進(jìn)氣道2喉道偏向順氣流方向的下游位置作為正激波限制位置21安裝有聲波感受器，當(dāng)聲波發(fā)射器發(fā)射聲波，如果在正激波限制位置21未探測(cè)到聲波，則表明激波未到達(dá)該正激波限制位置21，如果探測(cè)到聲波，表明激波超過正激波限制位置21。

正激波限制位置21偏向進(jìn)氣道出口方向設(shè)置有正激波探測(cè)位置25，該正激波探測(cè)位置25處也設(shè)置有聲波探測(cè)器。

當(dāng)正激波限制位置21處的聲波感受器沒有感受到聲波，而正激波探測(cè)位置25處的聲波感受器感受到聲波時(shí)，則表明正激波22位于正激波限制位置21和正激波探測(cè)位置25之間；

當(dāng)正激波限制位置21和正激波探測(cè)位置25處的聲波感受器都感受到聲波時(shí)，則表明正激波已經(jīng)越過保證進(jìn)氣道安全工作的限制位置21；

當(dāng)正激波限制位置21和正激波探測(cè)位置25處的聲波感受器都沒有感受到聲波時(shí)，則表明正激波還在正激波探測(cè)位置25的順流向下方。

所述聲波發(fā)射器位于進(jìn)氣道2的出口截面23處。

所述聲波發(fā)射器為超聲波發(fā)射器，所述聲波探測(cè)器為超聲波探測(cè)器。

本發(fā)明的技術(shù)效果是：相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明超音速進(jìn)氣道的正激波位置測(cè)量方法優(yōu)點(diǎn)如下：

(1)能快速地測(cè)量出超音速進(jìn)氣道內(nèi)正激波的位置。

相比于利用傳感器測(cè)量流場(chǎng)壓力、溫度分布來間接判斷正激波位置的現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明能更實(shí)時(shí)地反映流場(chǎng)內(nèi)正激波的位置，測(cè)量系統(tǒng)慣性更小，從而使得包括進(jìn)氣道在內(nèi)的整個(gè)動(dòng)力裝置控制系統(tǒng)有更快的反應(yīng)時(shí)間和更高的控制響應(yīng)速度。

(2)正激波的位置測(cè)量更準(zhǔn)確。

相比于利用傳感器測(cè)量流場(chǎng)壓力、溫度分布來間接判斷正激波位置的現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明是利用聲波在流體介質(zhì)中的傳播特性來直接“聽見”正激波的位置，因而其正激波位置測(cè)量結(jié)果具有更高的可信度。

(3)測(cè)量裝置更簡便。

對(duì)于利用傳感器測(cè)量流場(chǎng)壓力、溫度分布來間接判斷正激波位置的現(xiàn)有技術(shù)，即使在空間緊張的進(jìn)氣道喉道附近沿氣流方向安裝了兩個(gè)傳感器，采用對(duì)比兩個(gè)傳感器的測(cè)量同類參數(shù)是否數(shù)值差別明顯來判斷正激波是否發(fā)生在兩個(gè)傳感器之間，也只能判斷得出正激波是否位于兩個(gè)傳感器之間，而不能判斷得出究竟是正激波已經(jīng)超出進(jìn)氣道安全工作的限制位置還是過度靠近進(jìn)氣道出口。相比之下，本發(fā)明在進(jìn)氣道喉道附近沿氣流方向安裝兩個(gè)超聲波感受器就能確定正激波位置究竟是在兩個(gè)傳感器之間，或者是在兩個(gè)感受器之前和之后。

另外，就單個(gè)的傳感器而言，超聲波發(fā)射器和感受器的體積、重量較小，占用飛行器內(nèi)部空間尤其是進(jìn)氣道氣流通道的空間較小；傳感器的外觀幾何形狀也可以根據(jù)高速氣流場(chǎng)的有序高效率流動(dòng)需求而適宜改變，方便使用。

(4)使用靈活性好。

作為進(jìn)氣道氣流參數(shù)的測(cè)量方式，本發(fā)明既可以單獨(dú)使用構(gòu)成進(jìn)氣道控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)的氣流參數(shù)采集輸入端，也可以與其他氣流參數(shù)測(cè)量方式組合使用，使用靈活性好。

附圖說明

圖1是本發(fā)明超音速進(jìn)氣道的正激波位置測(cè)量方法第一實(shí)施方式示意圖；

圖2是本發(fā)明超音速進(jìn)氣道的正激波位置測(cè)量方法第二實(shí)施方式示意圖，