[發明專利]研究轉捩對高超聲速飛行器氣動特性影響的風洞試驗方法

有效

• 申請號: 202011188881.6
• 申請日: 2020-10-30
• 公開（公告）號: CN112304563B
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發明（設計）人: 郭雷濤;陳久芬;謝飛;范孝華;凌崗;孫鵬;邱懷
• 申請（專利權）人: 中國空氣動力研究與發展中心超高速空氣動力研究所
• 主分類號: G01M9/06
• 分類號: G01M9/06;G01M9/04;G01M9/02;G01J5/00
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 王丹

1.研究轉捩對高超聲速飛行器氣動特性影響的風洞試驗方法，其特征在于，所述的風洞試驗方法使用的試驗模型(1)為具有金屬骨架和聚四氟乙烯蒙皮的整體式試驗模型，試驗模型(1)內安裝應變天平，應變天平連接天平支桿(6)，天平支桿(6)固定在風洞攻角機構(5)上；紅外熱像儀(3)安裝在試驗段箱體(2)上方，透過試驗段箱體(2)的觀察窗拍攝試驗模型(1)；

所述的風洞試驗方法包括以下步驟：

a.加工具有金屬骨架和聚四氟乙烯蒙皮的試驗模型(1)；

b.在風洞攻角機構(5)上依次安裝天平支桿(6)、應變天平，試驗模型(1)套裝在應變天平上，將應變天平數據線與風洞數據采集系統連接，在試驗段箱體(2)上方安裝紅外熱像儀(3)；

c.高超聲速風洞試驗前，將試驗模型(1)處于風洞擴壓器(4)和風洞噴管(7)之間、風洞噴管(7)中心軸線上的測量位置，通過風洞攻角機構(5)調節試驗模型(1)的姿態，使試驗模型(1)的攻角達到預設的攻角α；

d.啟動高超聲速風洞，高超聲速風洞開始吹風的同時打開風洞數據采集系統和紅外熱像儀(3)，應變天平測量試驗模型(1)的氣動力數據、紅外熱像儀(3)同步拍攝試驗模型(1)的表面熱圖，10s后關車；

e.通過試驗模型(1)的表面熱圖判斷試驗模型(1)表面是否發生轉捩，如果發生轉捩，本次吹風應變天平獲得的氣動力數據有效；如果未發生轉捩，修改風洞流場控制參數提高雷諾數，或者在試驗模型(1)表面進行強制轉捩；

f.重復步驟d和步驟e，直至獲得所需的應變天平氣動力數據和紅外熱像儀(3)的表面熱圖，結束高超聲速風洞流場試驗；

g.結合氣動力數據和表面熱圖分析轉捩對試驗模型(1)氣動熱性影響，獲得分析結果。

2.根據權利要求1所述的研究轉捩對高超聲速飛行器氣動特性影響的風洞試驗方法，其特征在于，所述的步驟e的強制轉捩的方法為在試驗模型(1)表面粘貼轉捩帶(8)。

3.根據權利要求1所述的研究轉捩對高超聲速飛行器氣動特性影響的風洞試驗方法，其特征在于，所述的應變天平測量精度優于0.1％，測量準度優于0.3％。

4.根據權利要求1所述的研究轉捩對高超聲速飛行器氣動特性影響的風洞試驗方法，其特征在于，所述的紅外熱像儀(3)的光譜范圍為8μm～9.4μm，頻率為115Hz，測溫范圍-20℃～1500℃，溫度測量精度為±1℃或者±1％。

5.根據權利要求1所述的研究轉捩對高超聲速飛行器氣動特性影響的風洞試驗方法，其特征在于，所述的試驗模型(1)表面光滑，試驗模型(1)不分段，試驗模型(1)的表面無縫隙或連接孔。