[發明專利]一種基于虛擬孔排的多點測量氣動探針及其應用

有效

• 申請號: 202110322938.5
• 申請日: 2021-03-26
• 公開（公告）號: CN113049209B
• 公開（公告）日: 2022-04-19
• 發明（設計）人: 陳峰;馬護生;時培杰;任思源;李學臣;魏巍;宗有海;黃康
• 申請（專利權）人: 中國空氣動力研究與發展中心空天技術研究所
• 主分類號: G01M9/02
• 分類號: G01M9/02;G01M9/04
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 王丹

本發明公開了一種基于虛擬孔排的多點測量氣動探針及其應用。該探針依次包括測量段、過渡段和夾持段；測量段為圓柱段，表面開有垂直于測量段中心軸線的測壓孔，環繞中心軸線設置有與測壓孔一一對應的螺旋線或直線的引壓管路Ⅰ；過渡段為錐段，內有對應的引壓管路Ⅱ；夾持段為多棱柱段，內有對應的引壓管路Ⅲ，夾持段的后端通過細鋼管和軟管將測壓孔的壓力傳導至壓力測量裝置。該探針設計加工成本低，氣動阻力和流場擾動小，結合位移機構，可以在較小的探針阻塞度的條件下，快速實現被測截面氣流角、馬赫數、總壓和靜壓等氣流參數圖譜測量，適用于暫沖式平面葉柵風洞葉柵出口截面等流場氣動參數的快速測量。

技術領域

本發明屬于風洞試驗技術領域，具體涉及一種基于虛擬孔排的多點測量氣動探針及其應用。

背景技術

經過校準的多孔氣動探針，可以同時獲得流場總壓、靜壓、馬赫數和氣流角等參數，在流場參數測量中被廣泛使用。傳統的多孔氣動探針，若要獲得上面的氣動參數，需要依靠位移機構，在測量截面內進行往復掃描測量，由此帶來測量時間的急劇增加，風洞運行成本增加，特別是對于暫沖式風洞，由于氣源容量有限，這種測量方案受到很大限制。如果采用多點的梳狀或耙狀的多孔氣動探針，則會提高探針多孔氣動探針的設計加工難度，同時，多孔氣動探針尺寸增大，還會使探針受到的氣動力增大，并帶來流場阻塞度和擾動增大等問題。

當前，亟需發展一種基于虛擬孔排的多點測量氣動探針。

發明內容

本發明所要解決的一個技術問題是提供一種基于虛擬孔排的多點測量氣動探針，本發明所要解決的另一個技術問題是提供一種基于虛擬孔排的多點測量氣動探針的應用。

本發明的基于虛擬孔排的多點測量氣動探針，其特點是，所述的多點測量氣動探針從前至后依次包括測量段、過渡段和夾持段；測量段為圓柱段，表面開有垂直于測量段中心軸線的測壓孔，環繞中心軸線設置有引壓管路Ⅰ；過渡段為前小后大的錐段，錐段的前端直徑與測量段直徑相等，過渡段內設置有與引壓管路Ⅰ一一對應的引壓管路Ⅱ；夾持段為多棱柱段，裝卡在位移機構的接口內，多棱柱的內切圓直徑與錐段的后端直徑相等，夾持段內設置有與引壓管路Ⅱ一一對應的引壓管路Ⅲ，夾持段的后端為引壓管路Ⅲ的引出端，通過連接細鋼管和軟管將測壓孔的壓力傳導至壓力測量裝置進行測量；

所述的測量段測壓孔位于同一條平行于測量段中心軸線的表面直線上，根據測量需要確定測壓孔數目n，一般n≥5；每個測壓孔單獨對應一條引壓通路，測壓孔對應的引壓管路Ⅰ通過螺旋線、直線或弧線方式引出，管路截面一般呈扇形；測量段的引壓管路Ⅰ按照從測量段的中心軸線向外按環層分組的原則設置，分為m組，每個環層組內分布若干條引壓管路，管路截面一般呈扇形，一般位于外側環層的引壓管路數目大于內側環層的引壓管路數目，位于內側環層內的引壓管路相對更長，對應更遠端的測壓孔；

第1組引壓管路位于測量段最中心環層，分為p₁條引壓管路，分別對應測量段最遠端由遠及近的第1到p₁個測壓孔，其中第1到第(p₁-1)個測壓孔對應的引壓管路首先呈螺旋線方式引出，相鄰測壓孔之間的引壓管路為1/p₁螺距，從第p₁個測點對應的測量段截面位置起，該組所有p₁條引壓管路沿直線引出測量段；

第2組引壓管路位于第1組引壓管路的外側環，分為p₂條引壓管路，分別對應測量段由遠及近的第(p₁+1)到第(p₁+p₂)個測壓孔，其中第(p₁+1)到第(p₁+p₂-1)個測壓孔對應的引壓管路首先呈螺旋線方式引出，相鄰測壓孔之間的引壓管路為1/p₂螺距，從第(p₁+p₂)個測點對應的測量段截面位置起，該組所有p₂條引壓管路沿直線引出測量段；