[發明專利]一種判斷進氣道起動狀態的空間絲線流動顯示方法及系統

在審

• 申請號: 201911291925.5
• 申請日: 2019-12-16
• 公開（公告）號: CN111024360A
• 公開（公告）日: 2020-04-17
• 發明（設計）人: 余安遠;楊大偉;周凱;楊輝;陳銳杰;賀佳佳;曲俐鵬;黎崎;韓亦宇;吳杰;賀元元;胡俊逸
• 申請（專利權）人: 中國空氣動力研究與發展中心
• 主分類號: G01M9/06
• 分類號: G01M9/06
• 代理公司: 重慶市信立達專利代理事務所(普通合伙) 50230
• 代理人: 陳炳萍

本發明涉及高速飛行器技術領域，公開了一種判斷進氣道起動狀態的空間絲線流動顯示方法及系統，在進氣道起動試驗時采用空間絲線流動顯示方法，在進氣道模型隔離段內通道植入空間絲線，試驗中通過高速相機拍攝空間絲線的動作圖像，根據圖像中空間絲線的展向圖像獲得進氣道模型隔離段內部流場的流向、結構及動態效應，簡單、經濟、快速、準確地判定進氣道的起動狀態，為流動分析、進氣道設計及流動計算提供可靠的試驗依據。

技術領域

本發明涉及高速飛行器技術領域，具體涉及一種判斷進氣道起動狀態的空間絲線流動顯示方法及系統。

背景技術

進氣道是吸氣式超燃沖壓發動機的重要部件，承擔為發動機捕獲來流、減速增壓的任務，其性能將直接影響推進系統的工作特性。進氣道穩定的起動是推進系統能夠正常工作的前提，不起動的進氣道將導致燃燒室無法正常工作，從而導致推進系統無法產生足夠的動力，飛行器難以保持穩定的飛行狀態。因此，起動性能是進氣道的關鍵氣動性能之一，對實現吸氣式高速飛行具有重要意義。

開展進氣道起動性能試驗研究時，通常采用壓力傳感器、熱流傳感器以及各種流場顯示技術獲得的試驗結果來判斷進氣道的起動性能，包括壁面絲線顯示技術、油流技術等。在激波風洞中進行進氣道起動性能試驗時，由于存在風洞試驗時間短、來流密度低、總溫高的特點，受傳感器頻率響應、量程、聯校、光學可視化系統靈敏度及高溫流場自發光的影響，無法通過這些常規的測試技術獲得有價值的用于迅速判斷進氣道起動狀態的試驗數據，且現有的油流技術和壁面絲線顯示技術無法對進氣道模型隔離段空間的流場結構進行顯示。

發明內容

基于以上問題，本發明提供一種判斷進氣道起動狀態的空間絲線流動顯示方法及系統，在進氣道起動試驗時采用空間絲線流動顯示方法，在進氣道模型隔離段內通道植入空間絲線，試驗中通過高速相機拍攝空間絲線的動作圖像，根據圖像中空間絲線的展向圖像獲得進氣道模型隔離段內部流場的流向、結構及動態效應，簡單、經濟、快速、準確地判定進氣道的起動狀態，為流動分析、進氣道設計及流動計算提供可靠的試驗依據。

為解決以上技術問題，本發明提供了一種判斷進氣道起動狀態的空間絲線流動顯示方法，在進氣道模型隔離段內通道植入空間絲線，通過高速相機拍攝空間絲線的動作圖像，依據圖像中空間絲線的運動獲得進氣道模型隔離段的空間流場結構，根據空間流場結構判斷進氣道的起動狀態。

進一步地，依據投影圖像中絲線的運動狀態獲得進氣道模型隔離段內空間流場結構，根據空間流場結構判斷進氣道的起動狀態；空間絲線動作歷程的高速拍攝結果中，若進氣道模型隔離段內通道空間絲線沒有擾動，表示進氣道模型起動試驗中風洞流場建立前的狀態；若進氣道模型隔離段內通道空間絲線展向與風洞來流方向相反，表示進氣道模型隔離段內通道產生倒流，進氣道處于不起動狀態；若進氣道模型隔離段內通道空間絲線展向與當地流動方向完全一致，表示進氣道處于起動狀態。

進一步地，空間絲線材質為深色芳綸長絲阻燃縫紉線；空間絲線兩根為一組，每一組絲線都位于進氣道模型隔離段內通道的半高度位置。

進一步地，空間絲線通過固定線安裝于進氣道模型隔離段內，固定線為304不銹鋼硬鋼絲，直徑Φ0.1mm，間距25～30mm；空間絲線纏繞在絲線固定線上，空間絲線的長度小于固定線間距且不超過進氣道模型隔離段的半高度。

進一步地，在進氣道模型隔離段上下壁面沿風洞噴管軸線截面上的同一位置加工Φ0.5mm的穿線孔，穿線孔軸線與內流道上下壁面垂直；在穿線孔之間穿入固定線，固定線的首尾兩端纏繞在螺釘上，螺釘旋緊在進氣道隔離段上下壁面的固定螺釘孔內，固定螺釘孔在隔離段上下壁面為盲孔，不與內流道相通，固定線通過螺釘旋緊拉直。

進一步地，風洞來流條件：馬赫數M10，總溫4000K。