一种获取流场非均匀性对模型气动特性影响的试验方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112857736A(43)申请公布日2021.05.28(21)申请号202110027813.X(22)申请日2021.01.11(71)申请人中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所地址621900四川省绵阳市二环路南段6号15分箱(72)发明人谢飞郭雷涛许晓斌孙鹏(74)专利代理机构北京中济纬天专利代理有限公司11429代理人王丹(51)Int.Cl.G01M9/08(2006.01)G01M9/06(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图6页(54)发明名称一种获取流场非均匀性对模型气动特性影响的试验方法(57)摘要本发明公开了一种获取流场非均匀性对模型气动特性影响的试验方法。该方法将模型置于风洞试验段均匀区上游、中心、下游等多个位置，进行了顺气流方向不同位置测力试验；将模型置于风洞试验段均匀区轴线上、轴线上方、轴线下方等多个位置，进行了垂直方向不同位置测力试验；通过改变天平支杆长度，使机构旋转中心处在模型前段、中段、尾端，进行了旋转中心在模型不同位置测力试验；在同一攻角下，进行了顺气流方向连续测力试验和垂直气流方向连续测力试验。还能够通过一种或者多种方式组合的形式，来分别考核各因素的流场非均匀性对模型气动特性影响。该方法简便，获取数据全面，能够准确分析流场非均匀性对模型气动特性影响。CN112857736ACN112857736A权利要求书1/2页1.一种获取流场非均匀性对模型气动特性影响的试验方法，其特征在于，所述的试验方法包括以下步骤：a.将模型(2)安装在试验段(5)的风洞喷管(1)和扩压器(3)之间，固定在风洞试验段攻角机构上，模型(2)的中心位于攻角机构旋转中心(4)，模型(2)的长度为L，模型(2)位于最大攻角时在喷管截面投影的高度为H；b.定义步骤a中的模型(2)的水平方向位置为顺气流方向中间位置S2，沿风洞X轴方向向前的位置为顺气流方向上游位置S1，沿风洞X轴方向向后的位置为顺气流方向下游位置S3，S1、S2、S3之间的间距相等，S1、S3之间的距离为顺气流方向连续变化位置范围SL，SL＞L；将模型(2)分别移动至S1、S2、S3位置处，模型(2)攻角调零，进行风洞变攻角测力试验；c.定义步骤a中的模型(2)的竖直方向位置为垂直气流方向中心轴线位置V2，沿风洞Y轴方向向上的位置为垂直气流方向偏离中心轴线上方位置V1，沿风洞Y轴方向向下的位置为垂直气流方向偏离中心轴线下方位置V3，V1、V2、V3之间的间距相等，V1、V3之间的距离为垂直气流方向连续变化位置范围VL，VL＞H；将模型(2)分别移动至V1、V2、V3位置处，模型(2)攻角调零，进行风洞变攻角测力试验；d.定义步骤a中的模型(2)位置为旋转中心在模型中部位置为R2，对应的模型支杆Ⅱ的长度为LL；加工模型支杆Ⅰ，模型支杆Ⅰ的长度为LL+ΔL，将模型支杆Ⅱ更换为模型支杆Ⅰ，模型(2)的旋转中心在模型尾部位置R1；加工模型支杆Ⅲ，模型支杆Ⅲ的长度为LL‑ΔL，将模型支杆Ⅰ更换为模型支杆Ⅲ，模型(2)的旋转中心在模型头部位置R3；在R1、R2、R3位置处，模型(2)攻角调零，进行风洞变攻角测力试验；e.步骤b～步骤d中的位置S2、V2、R2的位置相同，得到同一个位置的3次六分量测力试验结果f1(A、N、Z、Mx、My、Mz)，将3次f1简称为多次测量；S1、S3、V1、V3、R1、R3的位置各不相同，分别得到另外六个位置的测力试验结果f2(A、N、Z、Mx、My、Mz)、f3(A、N、Z、Mx、My、Mz)、f4(A、N、Z、Mx、My、Mz)、f5(A、N、Z、Mx、My、Mz)、f6(A、N、Z、Mx、My、Mz)、f7(A、N、Z、Mx、My、Mz)，将f1～f7简称为多位置测量；其中，A、N、Z、Mx、My、Mz分别为模型(2)的轴向力、法向力、侧向力、滚转力矩、偏航力矩和俯仰力矩；分别计算各攻角下，多次测量的各气动力系数的均方根误差σA、σN、σZ、σMx、σMy、σMz和不确定度UA、UN、UZ、UMx、UMy、UMz；分别计算各攻角下，多位置测量的各气动力系数的最大偏差δA、δN、δZ、δMx、δMy、δMz；f.考察步骤e的多位置测量的各气动力系数的最大偏差δA、δN、δZ、δMx、δMy、δMz，寻找最大偏差对应的攻角，将模型(2)的攻角调整到此攻角下，通过风洞试验段攻角机构顺气流方向沿S1、S2、S3连续移动SL测力，得到顺气流方向连续测力试验结果；再通过风洞试验段攻角机构顺气流方向沿垂直气流方向V1、V2、V3连续移动VL测力，得到垂直气流方向连续测力试验结果；g.结合步骤e和步骤f的试验结果，分别计算模型(2)的A、N、Z、Mx、My