[发明专利]吹风淋雨系统及降雨模拟方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种吹风淋雨系统及降雨模拟方法。特别地，涉及一种在试验室进行风挡除雨系统试验时，采用吹风淋雨系统在地面上模拟一定雨天条件下的降雨环境的方法。

背景技术

试验室在进行风挡除雨系统试验时，如何真实地模拟降雨环境显得至关重要，降雨环境如不真实则不能反映风挡除雨系统的实际性能。

目前验证飞机风挡除雨系统性能试验时都是采用垂直淋雨方式进行降雨模拟，这种淋雨方式并未考虑飞机在实际飞行时来流风速对风挡除雨系统的影响，例如对于风挡雨刷系统，高速气流会对雨刷臂的压紧力、雨刷刃与风挡表面的贴合程度造成一定的影响，从而影响雨刷系统的除雨效果；对于风挡排雨系统而言，高速气流对除雨液在风挡表面的喷洒范围、喷洒均匀性有很大的影响，从而影响除雨液的除雨效果。试验室可以通过风洞吹风模拟风挡玻璃与自由来流的相对速度，但高风速下降雨模拟若是采用垂直淋雨方式，雨滴很难穿透吹风层，会造成高风速降雨不均匀。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明设计了一种吹风淋雨系统，其可以实现风挡除雨试验有自由来流时的降雨模拟。

根据本发明的第一个方面，提供一种用于飞机风挡除雨系统试验的吹风淋雨系统，所述吹风淋雨系统包括：

吹风系统，其采用直流式低速风洞并在所述风洞中设有变频风扇；

淋雨系统，其包括水泵和淋雨装置，所述水泵输送自来水到所述淋雨装置，所述淋雨装置包括框架以及安装在所述框架中的翼型板，所述翼型板在其后缘设有多个喷嘴，所述多个喷嘴的喷射方向平行于所述翼型板的弦长方向；以及

测控系统，其包括风速传感器、雨量传感器以及控制器，所述控制器根据风速传感器的反馈来调节变频风扇的频率以调整风速，并根据所述雨量传感器的反馈来调节水泵的转速以调整雨量。

其中，所述风洞包括依次布置的喇叭型进口段、动力段、大角度扩散段、稳定段和收缩段，试验区位于所述风洞的出口处，所述变频风扇布置在所述动力段，所述淋雨系统的淋雨装置布置在所述试验区。

其中，所述多个喷嘴包括具有不同直径的喷嘴。例如，通过三组淋雨喷嘴能够分别模拟小雨滴直径、中雨滴直径和大雨滴直径的降雨。

根据本发明的第二个方面，提供一种采用所述吹风淋雨系统的降雨模拟方法，所述降雨模拟方法包括步骤：

(1)根据模拟静止时降雨环境还是飞行时降雨环境，安装淋雨系统的淋雨装置，若模拟的是静止时降雨环境，所述淋雨装置被布置成翼型板的弦长方向垂直于水平方向，使得所述淋雨装置的喷嘴沿着垂直方向向下喷射；若模拟的是飞行时降雨环境，所述淋雨装置被布置成翼型板的弦长方向平行于水平方向，使得所述淋雨装置的喷嘴沿着水平方向喷射；

(2)根据模拟静止时降雨环境还是飞行时降雨环境，选择是否开启风洞进行吹风，若模拟的是静止时降雨环境，则不需要开启风洞进行吹风；若模拟的是飞行时降雨环境，则需要开启风洞进行吹风；

(3)开启淋雨系统中的供水阀门，根据需要模拟的雨滴直径范围，开启控制不同直径的喷嘴组合的阀门，打开自来水开关，最后开启水泵，使整个淋雨系统开始运转；

(4)将目标试验区域内的风速、雨滴直径及强度调节到与需要模拟的降雨环境一致，开始进行风挡除雨系统试验。

其中，在所述步骤(4)中，测控系统的控制器根据风速传感器的反馈来调节变频风扇的频率以调整风速，并根据雨量传感器的反馈来调节水泵的转速以调整雨量。

本发明中翼型板的布置可以减小吹风状态下淋雨喷嘴对自由来流的影响，实现均匀地降雨。通过改变淋雨装置的位置能够分别模拟飞机静止和飞行时的降雨环境，通过三组淋雨喷嘴能够分别模拟小雨滴直径、中雨滴直径和大雨滴直径的降雨，并通过不同喷嘴组合及水压调节可以实现不同雨滴直径及雨量的模拟。

附图说明

本发明的其它特征以及优点将通过以下结合附图详细描述的优选实施方式更好地理解，其中：

图1示出了根据本发明的吹风淋雨系统的基本结构；

图2示出了图1中的淋雨装置；

图3示出了模拟静止降雨时和模拟飞行降雨时淋雨装置的布置；

图4示出了根据本发明的淋雨装置的喷嘴的布置；以及

图5示出了根据本发明的淋雨系统的原理。

具体实施方式