[發(fā)明專利]基于波紋管天平系統(tǒng)的內(nèi)流阻力測量方法及裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910857433.1
• 申請日: 2019-09-11
• 公開（公告）號: CN110455491A
• 公開（公告）日: 2019-11-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李鵬;季軍;郭大鵬;鄧祥東;宋孝宇
• 申請（專利權(quán)）人: 中國航空工業(yè)集團(tuán)公司沈陽空氣動力研究所
• 主分類號: G01M9/06
• 分類號: G01M9/06;B64F5/60
• 代理公司: 23209 哈爾濱市偉晨專利代理事務(wù)所(普通合伙)
• 代理人: 李曉敏<國際申請>=<國際公布>=<進(jìn)入

基于波紋管天平系統(tǒng)的內(nèi)流阻力測量方法及裝置，屬于飛行器內(nèi)流阻力測量試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，解決了傳統(tǒng)在內(nèi)流管道出口布置測壓耙獲取出口動量存在干擾以及精準(zhǔn)度不足的問題。技術(shù)要點(diǎn)：該方法通過在地面臺架標(biāo)定內(nèi)流道的推力進(jìn)而間接測量到內(nèi)阻，包括：獲取待測件入口參數(shù)得到內(nèi)流管路的入口動量；基于波紋管天平系統(tǒng)直接獲得內(nèi)流管路的出口動量；待測件的內(nèi)流阻力即為入口與出口的動量差。另外，測量裝置主要包括波紋管天平系統(tǒng)、整流裝置、測量段與連接段，能夠在不干擾內(nèi)流管路流動的情況下精確獲得所述方法中提到的待測參數(shù)，特別是波紋管天平系統(tǒng)能夠解決內(nèi)阻測量試驗(yàn)中同步進(jìn)行高壓供氣和氣動力測量時高壓管路對天平測量的干擾影響問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種飛行器內(nèi)流阻力測量方法及裝置，具體涉及一種基于波紋管天平系統(tǒng)的內(nèi)流阻力測量方法及裝置，屬于飛行器內(nèi)流阻力測量試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

對于采用渦扇發(fā)動機(jī)的民機(jī)或運(yùn)輸機(jī)飛機(jī)而言，設(shè)計早期就要對進(jìn)排氣系統(tǒng)外形進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，為了提高設(shè)計效率并降低設(shè)計成本，工程上進(jìn)排氣系統(tǒng)外形的優(yōu)化和選型都不考慮動力影響。通常將帶進(jìn)氣道飛機(jī)器測力模型的進(jìn)氣道入口用一個堵錐堵住，做成不通氣的。顯然，這樣測得的氣動力系數(shù)與通氣的模型是有差異的，雖然專門的進(jìn)氣道試驗(yàn)?zāi)芫_地模擬進(jìn)氣道和進(jìn)氣口的繞流，能測量進(jìn)氣道的壓力恢復(fù)和總壓畸變情況，但進(jìn)氣對飛行器部件的氣動干擾無法測得，而通氣模型試驗(yàn)則可以真實(shí)模擬進(jìn)氣口形狀和繞流狀態(tài)，能正確得到進(jìn)氣對飛行器各部件的干擾量。因此通過專門的通氣模型試驗(yàn)，可以獲得與真實(shí)飛行器飛行時進(jìn)氣流態(tài)相似的風(fēng)洞模型試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

在通氣模型中，內(nèi)流道產(chǎn)生了一定量的阻力，但在飛機(jī)的阻力構(gòu)成中，內(nèi)流道內(nèi)部壁面產(chǎn)生的阻力是不計入全機(jī)氣動阻力里的，在進(jìn)行全機(jī)升阻特性分析時就應(yīng)該扣除這部分阻力。關(guān)于內(nèi)流道阻力的測量方法，目前國內(nèi)對通氣模型內(nèi)阻修正仍主要采取在模型尾支桿安裝外部測壓耙的方式測量噴管出口總、靜壓，進(jìn)而換算成內(nèi)流道阻力。但是該方法存在以下缺陷：耙體對模型底部流動有影響，進(jìn)而影響前體阻力；模型底部流動復(fù)雜，影響耙體的測量，使內(nèi)阻的精度受到影響。因此，有必要研究一種新方法，以減少內(nèi)阻測量對模型底部流動的影響，同時提高內(nèi)流阻力測量的精度。

發(fā)明內(nèi)容

在下文中給出了關(guān)于本發(fā)明的簡要概述，以便提供關(guān)于本發(fā)明的某些方面的基本理解。應(yīng)當(dāng)理解，這個概述并不是關(guān)于本發(fā)明的窮舉性概述。它并不是意圖確定本發(fā)明的關(guān)鍵或重要部分，也不是意圖限定本發(fā)明的范圍。其目的僅僅是以簡化的形式給出某些概念，以此作為稍后論述的更詳細(xì)描述的前序。

鑒于此，本發(fā)明為了解決傳統(tǒng)在內(nèi)流管道出口布置測壓耙獲取出口動量存在干擾以及精準(zhǔn)度不足的問題，進(jìn)而設(shè)計了一種基于波紋管天平系統(tǒng)的內(nèi)流阻力測量方法，能夠有效的對內(nèi)流進(jìn)行精確測量。

基于波紋管天平系統(tǒng)的內(nèi)流阻力測量方法，即為獲得內(nèi)流管路的進(jìn)出口動量之差，而管路的入口動量即為待測件在目標(biāo)試驗(yàn)狀態(tài)下的理想等熵推力，出口動量即為待測件在目標(biāo)試驗(yàn)狀態(tài)下的實(shí)測推力，即內(nèi)流阻力Δx_內(nèi)為：

Δx_內(nèi)＝m_測V_∞-[m_測V_e+(p_e-p_∞)A_e]＝F_i-F_g……(1)

其中，m_測為內(nèi)流道實(shí)測流量，V_∞為內(nèi)流道入口速度，V_e為內(nèi)流道出口速度，p_e為內(nèi)流道出口壓力，p_∞為出口環(huán)境壓力，A_e為內(nèi)流道出口面積，F(xiàn)_i為內(nèi)流道理想等熵推力，F(xiàn)_g為內(nèi)流道實(shí)測推力。

首先，在地面臺架上將所述待測件通過入口前測量段上的總壓、總溫傳感器反饋調(diào)節(jié)到目標(biāo)試驗(yàn)狀態(tài)，并采集記錄當(dāng)前狀態(tài)下的入口總壓P₀及總溫T_t；