一种通气测力试验模型内阻测量装置及测量方法.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CN111024361A(43)申请公布日2020.04.17(21)申请号201911313248.2(22)申请日2019.12.19(71)申请人中国航天空气动力技术研究院地址100074北京市丰台区云岗西路17号(72)发明人周健刘进征钱丹丹李红坤唐亚丽(74)专利代理机构中国航天科技专利中心11009代理人范晓毅(51)Int.Cl.G01M9/06(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图1页(54)发明名称一种通气测力试验模型内阻测量装置及测量方法(57)摘要本发明涉及一种通气测力试验模型内阻测量装置和测量方法，在通气测力风洞试验中，模型尾部内腔通过设计节流块整流，并测量模型内腔不同截面处支杆壁面静压，根据等熵关系式和质量守恒关系式可求解获得当地总压的数值解，进而反算得到靠近模型内腔尾部出口处截面的马赫数，进一步根据动量守恒关系，得到模型内阻；该方法能够简单有效的获得试验模型内通道阻力，克服了传统总静压排管测量方法装置复杂、误差大等问题，仅通过测量模型尾部内腔不同环形截面静压解算获得试验模型内阻，大大简化试验过程，降低复杂度。CN111024361ACN111024361A权利要求书1/2页1.一种通气测力试验模型内阻测量方法，其特征在于：采用内阻测量装置进行测量，所述内阻测量试验装置包括测力天平、支杆和节流块，其中测力天平、支杆和节流块均设置在待测通气测力试验模型内部，支杆与测力天平连接，节流块设置在待测通气测力试验模型内腔尾部，并与待测通气测力试验模型连接，具体测量方法如下：(1)、在待测通气测力试验模型尾部选取两个截面，测量两个截面处支杆壁面静压，所述选取的两个截面的通气面积不同；(2)、根据两个截面处支杆壁面静压得到两个截面处马赫数的表达式，再根据两个截面之间流动满足质量守恒关系，计算得到待测通气测力试验模型尾部内流当地总压，根据所述当地总压反算出靠近试验模型尾端面的一个截面处的马赫数；(3)、根据所述截面处的马赫数，计算得到待测通气测力试验模型的内阻。2.根据权利要求1所述的通气测力试验模型内阻测量方法，其特征在于：所述节流块同轴安装于待测通气测力试验模型模型内腔尾部，两者尾端面齐平，所述节流块的内腔前段为直径变化段，后段为等直径圆柱段；且所述节流块内腔前缘与所述试验模型内腔相切。3.根据权利要求1所述的通气测力试验模型内阻测量方法，其特征在于：所述支杆半径设为R1，节流块前缘半径设为R2，节流块后缘半径设为R3，满足关系：R2>R3>R1。4.根据权利要求2所述的通气测力试验模型内阻测量方法，其特征在于：所述其中一个截面位于节流块前缘上游，与节流块内腔前缘距离L1为3～10mm，另一个截面位于节流块内腔靠近模型尾端面的等直径圆柱段处，与模型尾端面距离L2为3～10mm。5.根据权利要求2所述的通气测力试验模型内阻测量方法，其特征在于：所述静压测点位于支杆外表面，静压测点沿支杆外表面周向均匀分布，截面测点个数i≥4。6.根据权利要求1所述的通气测力试验模型内阻测量方法，其特征在于：所述步骤(2)中根据两个截面处支杆壁面静压得到两个截面处马赫数的表达式如下：其中：Pai为截面A-A的支杆壁面静压；Pbi为截面B-B的支杆壁面静压；Maai为壁面静压Pai对应的马赫数，Mabi为壁面静压Pbi对应的马赫数，Pti为模型尾部内流当地总压。7.根据权利要求6所述的通气测力试验模型内阻测量方法，其特征在于：所述步骤(2)中根据两个截面处马赫数的表达式，再根据两个截面之间流动满足质量守恒关系，计算得到待测通气测力试验模型尾部内流当地总压的具体方法如下：(2.1)、两个截面之间流动满足质量守恒关系，根据质量守恒定律可得：Aa×q(Maai)＝Ab×q(Mabi)(c)2CN111024361A权利要求书2/2页其中：q(Maai)为Maai的流量函数；q(Mabi)为Mabi的流量函数；Aa为截面A-A的流通面积，Ab为截面B-B的流通面积；(2.2)根据两个截面处马赫数的表达式，以及公式(c)、(d)、(e)，计算得到模型尾部内流当地总压Pti。8.根据权利要求7所述的通气测力试验模型内阻测量方法，其特征在于：所述步骤(3)中根据靠近试验模型尾端面的一个截面处的马赫数，计算得到待测通气测力试验模型的内阻的具体方法如下：其中：Xin为待测通气测力试验模型的内阻；M∞为风洞来流马赫数，P∞为风洞来流静压，Abi＝Ab/i；i为截面测点个数。9.一种通气测力试验模型内阻测量装置，其特征在于：包括测力天平、支杆和节流块，其中测力天平、支杆和节流块均设置在待测通气测力试验模型内部，支杆与测力天平连接，节流块设置在待测通气测力试验模型内腔尾部，并与待