[发明专利]一种超声速飞行器声爆特征试验测量装置

说明书

本发明涉及一种超声速飞行器声爆特征试验测量装置，由转接支杆(1)和过渡支杆(2)组成的模型连接机构(3)；和由测压板(4)、底板连接板(5)和滑块(6)组成的压力测量机构(7)组成，所述测压板(4)由整流板(8)、测压板主体(9)、测压板盖板(10)、连接块(11)、连接板(12)和测压孔(13)组成。本发明的装置能大幅降低风洞下壁面边界层效应对测量数据的影响，测量马赫数范围广，试验效率大幅提升，同时能够避免探针测量方式中探针等装置移动对风洞流场的干扰。

技术领域

本发明属于高速风洞试验技术领域，具体涉及一种适用于高速风洞中进行超声速飞行器声爆特征试验的风洞试验测量装置。

背景技术

声爆是一种非线性气动声学现象。当飞机做超声速飞行时，其机鼻、机翼、尾翼等均会产生激波；另一方面，由于机身外形变化，激波之间会存在膨胀波系。这两种波系相互作用在增加了飞机近场流场复杂性的同时，产生的压力扰动随飞机一起运动即成为声爆的声源。由于该声源发出的声波具有巨大幅值，在大气层里经过一定距离衰减之后仍会对飞行通过的区域带来严重的噪声污染，引起人焦躁不安的情绪，甚至造成建筑物的损坏。美国联邦航空局(FAA)制定的《联邦航空条例》(FAR)91部817条款，不允许商用飞机或私人飞机在美国的陆地上空进行超音速飞行，其他国家和地区的民航管理机构也制定了类似的法规，目的是避免声爆对居民的影响。

声爆特征的风洞试验技术主要为空间压力测量技术。在离模型一定距离处，测量来流静压与模型产生的弓形激波波后静压之差，此压差通常称之为声爆超压或声爆强度。地面风洞试验的目的在于研究影响声爆特征的因素，降低声爆强度的方法以及测量各种外形的飞机模型在不同条件下产生的声爆强度。除此之外，试验研究还可以为声爆预测的耦合算法提供所必需的准确的近场压力特征。传统测量声爆特征的试验装置主要有三种，分别为：①采用反射平板上的静压测量超压；②采用固定的静压(或总压)探头测量超压；③采用可以动的静压(或总压)探头测量超压。第一种测量方法由于反射平板上的边界层与激波之间的干扰，影响压力测量的准度，目前已很少使用。现多用压力探头测量声爆超压，其中，又以可移动的压力探头用的更为普遍。与固定探头比较，可移动探头减少了由于探头移动，探头支撑不同所带来的系统误差。但是无论采用何种运动测量方式，一方面在探头或模型的运动过程中都会给空间流场造成很大的干扰误差，既影响风洞流场品质也影响数据测量精度；另一方面这种测量方式采用的是单点测量方法，测量效率较低。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一套超声速飞行器声爆特征风洞试验测量装置，能高效准确地提供超声速飞行器下方指定位置声爆特征。

考虑到现有技术的上述问题，根据本发明公开的一个方面，本发明采用以下技术方案：

一种超声速飞行器声爆特征试验测量装置，由两部分组成，一是由转接支杆1和过渡支杆2组成的模型连接机构3；二是由测压板4、底板连接板5和滑块6组成的压力测量机构7，所述测压板4由整流板8、测压板主体9、测压板盖板10、连接块11、连接板12和测压孔13组成；

其中，模型连接机构3一端为转接支杆1，另一端为过渡支杆2，试验时，将模型连接机构3的转接支杆1与超声速风洞的支撑机构连接，转接支杆1作为与支撑机构之间的转接头，超声速飞行器正面朝上，压力测量机构7固定在超声速风洞的试验段的下壁板14上；

压力测量机构7由测压板4、底板连接板5和滑块6组成，压力测量机构7固定在超声速风洞的试验段的下壁板14上，通过底板连接板5与超声速风洞的试验段的下壁板14连接，或直接使用底板连接板5替换超声速风洞的试验段的下壁板14的可拆卸部分，然后使用螺钉固定；测压板4为可移动式，上表面无反射，配合不同尺寸滑块6的适当组合来改变测压板4超声速飞行器的相对位置，以增大压力测量机构7的适用马赫数范围；