[發(fā)明專利]提升風洞環(huán)狀縫隙調(diào)壓閥特性曲線實用性的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011386062.2
• 申請日: 2020-12-02
• 公開（公告）號: CN112304554B
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 熊波;閻成;徐來武;唐子奇;陳海峰;羅太元;周游天;王偉仲;馬列波;徐明陽;王亮
• 申請（專利權(quán)）人: 中國空氣動力研究與發(fā)展中心高速空氣動力研究所
• 主分類號: G01M9/00
• 分類號: G01M9/00;G01M9/02
• 代理公司: 北京遠大卓悅知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11369
• 代理人: 賈曉燕

本發(fā)明公開了一種提升風洞環(huán)狀縫隙調(diào)壓閥特性曲線實用性的方法，在進氣管道端以及穩(wěn)定段分別設(shè)置相配合的閥前總壓測點、閥后總壓測點；基于閥后總壓測點值，采用逆向計算的方式得到穩(wěn)定段和風洞進氣管道總壓壓比與調(diào)壓閥閥門相對位置開度的調(diào)壓特性曲線；在目標馬赫數(shù)給定穩(wěn)定段總壓的條件下，根據(jù)調(diào)壓特性曲線，計算出不同氣源壓力條件下的閥門位置開度。本發(fā)明提供一種提升風洞環(huán)狀縫隙調(diào)壓閥特性曲線實用性的方法，通過將調(diào)壓閥閥前閥后總壓測點分別向進氣管道端和穩(wěn)定段移動，實現(xiàn)了閥前閥后總壓的精確測量，徹底解決了傳統(tǒng)測點位置受到閥門繞流影響造成總壓根本無法準確測量，無法實現(xiàn)風洞實際運行工況下的閥門特性準確計算的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及暫沖式高速風洞控制領(lǐng)域,更具體地說，本發(fā)明涉及一種提升風洞環(huán)狀縫隙調(diào)壓閥特性曲線實用性的方法。

背景技術(shù)

目前，隨著先進飛行器研制的跨越式發(fā)展，為了滿足型號研制的需求，對風洞流場品質(zhì)要求越來越高。在高速風洞領(lǐng)域，為了提高風洞流場品質(zhì)，通常采用大收縮比的穩(wěn)定段的設(shè)計方案。該設(shè)計方案的優(yōu)勢可以有效提高風洞湍流度指標，對準確模擬飛行器表面轉(zhuǎn)捩位置和氣流分離有較大益處。但是缺陷是顯著增大了穩(wěn)定段的容積，使得通過進氣管道進入穩(wěn)定段的氣體存在明顯的遲滯效應(yīng)，較大程度的影響了該類風洞的總壓控制精度。由于遲滯效應(yīng)的影響，傳統(tǒng)基于穩(wěn)定段壓力反饋的總壓閉環(huán)控制策略很難在較短的控制周期內(nèi)消除該遲滯效應(yīng)，實現(xiàn)總壓的快速精確閉環(huán)控制，只能增加控制周期，增加調(diào)節(jié)時長來實現(xiàn)總壓的閉環(huán)控制。存在的劣勢是：一是顯著增加的風洞總壓控制時間，增大的風洞能源消耗，不利于提高風洞試驗效率；二是對控制參數(shù)的調(diào)試和整定要求很高，如果參數(shù)匹配不好，容易造成總壓控制震蕩和發(fā)散，超聲速時極易引起超聲速流場的破壞，造成正激波回退，使得試驗模型出現(xiàn)較大幅度的振動，嚴重時，風洞設(shè)備和試驗模型都存在巨大的安全風險。為了解決總壓大滯后的問題，在控制邏輯上采用了基于調(diào)壓閥位置閉環(huán)控制的總壓控制策略，該控制策略的優(yōu)勢是在壓力遲滯效應(yīng)嚴重的啟動階段，需要根據(jù)準確的調(diào)壓閥閥門特性曲線，采用階梯位置控制策略：即啟動時采用調(diào)壓閥大開度，實現(xiàn)穩(wěn)定段氣體的快速充壓需求，滿足高開切換點后，調(diào)壓閥迅速采用低開度，實現(xiàn)穩(wěn)定段啟動過程過充氣體的快速排放，滿足低開切換點后，調(diào)壓閥迅速轉(zhuǎn)入穩(wěn)態(tài)閉環(huán)控制。通過調(diào)試，采用該控制策略很好的解決了大容積穩(wěn)定段壓力遲滯對總壓控制帶來的諸多問題和試驗風險。但是該控制策略的缺點是需要高度依賴準確的閥門特性曲線。如果計算給定的閥門特性曲線不準，無法實現(xiàn)基于調(diào)壓閥閥門階梯位置開度控制策略對總壓遲滯效應(yīng)的預期結(jié)果，反而會嚴重干擾總壓的控制效果，因此準確計算出有效的閥門特性曲線至關(guān)重要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一個目的是解決至少上述問題和/或缺陷，并提供至少后面將說明的優(yōu)點。

為了實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的這些目的和其它優(yōu)點，提供了一種提升風洞環(huán)狀縫隙調(diào)壓閥特性曲線實用性的方法，在進氣管道端以及穩(wěn)定段分別設(shè)置相配合的閥前總壓測點、閥后總壓測點；

基于閥后總壓測點值，采用逆向計算的方式得到穩(wěn)定段和風洞進氣管道總壓壓比與調(diào)壓閥閥門相對位置開度的調(diào)壓特性曲線；

在目標馬赫數(shù)給定穩(wěn)定段總壓的條件下，根據(jù)調(diào)壓特性曲線，計算出不同氣源壓力條件下的閥門位置開度。

優(yōu)選的是，所述閥前總壓測點用于在風洞閘閥前的進氣管道上測量風洞氣源來流總壓P_0氣源；

所述閥后總壓測點用于在風洞穩(wěn)定段出口位置測點測量穩(wěn)定段總壓P₀；

在穩(wěn)定段出口位置處布置有對風洞穩(wěn)定段總溫T₀進行測量的總溫測點；

在穩(wěn)定段的出口位置處布置有對風洞穩(wěn)定段靜壓P進行測量的靜壓測點。

優(yōu)選的是，所述逆向計算被配置為包括：