[发明专利]一种低速风洞固定转捩带及其制作方法

说明书

技术领域

本发明属于航天、航空飞行器低速风洞固定转捩试验领域，尤其是涉及一种低速风洞固定转捩带。

背景技术

真实飞机在空中飞行时，由于飞行雷诺数很高，飞机各部件表面附面层几乎全是紊流状态。而在风洞试验当中，由于试验雷诺数比较低，因此在模型表面有相当长的一段层流附面层，这就造成了模型表面附面层状态与真实飞机有着较大差别。这种差别使风洞试验中雷诺数的影响变得复杂并且无规律。如果在模型试验时采用附面层人工固定转捩的方法，使得模型表面附面层与飞机相似，则雷诺数影响的修正可大为简化。

人工固定转捩就是在试验模型表面一定位置处人为地引入一些扰动源（粗糙元），强迫附面层由层流转捩成紊流状态。

在风洞试验试验时，常用的固定转捩方法是在模型表面粘贴金刚砂、微型玻璃球、锯齿型铜片或柱状粗糙元，这种粘贴在模型由层流到紊流附面层转捩位置上的条状粗糙元称转捩带。目前在国内使用较多的转捩带有金刚砂、锯齿状转捩带、基于纸质模板的柱状转捩带等。

金刚砂转捩带制作是靠人工吹气的方式进行粘贴制作，这种转捩带制作受人为影响因素较大，不同的人吹气方式、大小不同，制作出来的金刚砂转捩带质量就一样，厚度定位精度不高。锯齿状转捩带常应用于战斗机试验模型，这种转捩带选择范围小，且其在风洞中的附加阻力无法扣除。目前，国内部分高速风洞使用的是基于纸质模板的柱状转捩带，该粗糙元的直径、间距等参数可以通过纸质模具尺寸来控制，先将带有一定直径与间距孔的纸质模板粘贴在试验模型表面，然后将原子灰与胶的混合物在每一个孔处涂抹，等原子灰晾干后，再扯开纸质模板。通过试验以及制作该转捩带，发现其高度受纸质模板精度、胶浓度与人为因素影响，导致不同人制作出不同高度的转捩带，而高度选取直接影响试验质量和精准度，故现有转捩带制造与粘贴工艺等需要优化。

发明内容

本发明的目的是在现有技术的基础上，结合汽车车贴制作技术，设计出一种用于低速风洞常用试验风速为70m/s的转捩带。

本发明采用如下技术方案：一种低速风洞固定转捩带，包括胶带、若干柱状点、纸袋，所述胶带与纸袋粘贴在一起，柱状点设置在胶带与纸袋之间。

在上述技术方案中，所述若干柱状点大小均匀、柱状点与柱状点之间等间距水平排列在胶带与纸袋之间。

在上述技术方案中，所述柱状点的材质为薄而柔软的PVC材料。

在上述技术方案中，所述柱状点的厚度为0.10mm～0.30mm。

在上述技术方案中，所述柱状点的两个表面都具有粘性，且柱状点与纸袋接触面的粘性强于柱状点与胶带接触面的粘性。

在上述技术方案中，所述柱状点之间的距离为可调。

在上述技术方案中，所述纸袋与胶带接触的一面表面上设置有一层塑料薄膜，所述柱状点设置在塑料薄膜与胶带之间。

一种低速风洞固定转捩带的制作方法：

步骤一：选择一种特定厚度的PVC材质材料，将其粘贴在带有塑料薄膜的纸袋上，然后将其裁剪成相应尺寸的带状；

步骤二：采用打孔机在带状PVC材质材料上沿同一水平方向等间距的打孔，然后去掉除打孔机打孔处之外的PVC材料，剩下的PVC材料形成柱状点；

步骤三：然后再将胶带粘贴在柱状点的表面。

在上述技术方案中，所述打孔过程中，只能将PVC材料打穿，不能将纸袋打穿。

本发明的设计思想来源于汽车车贴制作技术，汽车最高时速可达300km/h，且车身车贴不受风力破坏。低速风洞常用试验风速为70m/s(换算为252 km/h)，同样处于低速范畴。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：与普通柱状转捩带相比，该转捩带的特征参数厚度与间距已固定，在使用过程中不受人工粘贴影响，操作简单，易保存。

本发明借鉴了车贴制作工艺，在其基础上创造了一种新型的制作工艺，利用微小PVC材质转印技术。

本发明实用性较强，以往在风洞试验中进行固定转捩试验时，在飞机模型机翼下表面、发房内外表面、平尾上下表面、垂尾左右表面处粘贴基于原子灰等柱状转捩带时，需要将模型部件拆出洞外进行，耗费了大量的试验时间，且制作效果因人而异。本发明的转捩带在以上飞机模型不同位置处，粘贴时操作简单，方便，时间快，效率高，即贴即用，易粘贴，粘性好，且造价便宜。将该技术应用于低速风洞测力试验属于国内首例。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明使用示意图；