[发明专利]适用于低温和低气压风洞风场的品质测试装置在审

专利信息
申请号: 201810913314.9 申请日: 2018-08-10
公开(公告)号: CN109163873A 公开(公告)日: 2019-01-08
发明(设计)人: 简亚彬;高庆华;王晶;李西园;王润泽;李天水;洪辰伟;张丽娜 申请(专利权)人: 北京卫星环境工程研究所
主分类号: G01M9/02 分类号: G01M9/02;G01M9/04
代理公司: 暂无信息 代理人: 暂无信息
地址: 100094 *** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 风场 转动机构 测量架 低气压 风洞 转动 品质测试装置 安装支架 参数测量 角度控制 保温罩 传感器 风洞试验段 测量通道 风场环境 航天航空 排列方式 试验要求 同一截面 位置要求 真实模拟 装置转动 均匀性 控温 调试 测量 占用 驱动 评估 试验
【说明书】:

发明公开了一种适用于低温和低气压风洞的风场品质测试装置,主要包括安装支架、测量架、转动机构和保温罩,安装支架固定在风洞试验段的一截面上,其中若干风场参数测量传感器按照一定的排列方式和位置要求布置在测量架上,测量架设置在转动机构上,保温罩设置在测量架与转动机构之间,用来对转动机构进行控温,使其保持在合适的工作温度,在转动机构的驱动下,若干风场参数测量传感器随测量架的转动而转动,测量同一截面各处的风场参数。该装置转动角度控制精度优于0.5°,转动角度范围0°~360°,具有对风场均匀性影响小,占用的测量通道资源少,角度控制精度高的特点,解决了在低温、低气压下对试验风洞风场品质的评估和调试,使风场环境真实模拟试验要求,满足了相关航天航空型号的需求。

技术领域

本发明属于航天器、航空器地面试验技术领域,具体涉及到一种在地面模拟低温和低气压的风速环境时,通过在该装置上布置风温、风速等传感器实现低温、低气压风洞风场品质的测试。

背景技术

随着我国航天任务的发展,火星等其他地外行星的探测已经逐步开展,为了达到对着陆器、巡视器等星表航天器的全面验证及模型修正等目的,需要将航天器安装在能够提供低温、低气压环境的风洞进行充分的环境考核,即要求风洞对星表环境进行温度、压力、风速的复合模拟。为提高风洞模拟精度,在试验前,需要对风洞提供的风场品质进行综合测试和评估。

风洞风场品质主要用来说明风洞试验段中模型区流场优劣的程度,即风洞试验段内的气流参数在时间和空间上的均匀程度。目前风场品质测试主要对风洞同一截面各点的温度、压力、风速等参数进行测量来评估该截面的均匀性。测试时需要在同一截面不同位置布置测量传感器进行气流参数测量,原理上来说,测点布置越多,均匀性测量的准确度越高,但传感器布置得越多,对流场的阻挡也越大,势必会对风洞截面的均匀性造成的影响越大。而且测量传感器布置的多,占用的测量通道资源也越多,使测试系统更加复杂。

因此,为了实现低温、低气压风洞风场品质的测试,需要设计一套适应于低温、低气压环境的风场品质测试装置,能够对风洞试验段的气体参数均匀性进行有效地测量,该装置对风场影响小,占用的测量通道资源少,能够较真实的反应风洞在同一截面的风场均匀性。在火星等星表航天器型号正式试验前,通过该装置对试验风洞风场品质进行评估和调试,使风场环境真实模拟火星等星表状态,对提高试验精度和试验水平具有积极的现实意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题是在低气压、低温条件下提供一套风场品质测试装置,能够对风洞试验段的气体参数均匀性进行有效地测量,该装置对风场均匀性影响小,占用的测量通道资源少,能够较真实地反应风洞在同一截面的风场均匀性。本发明的风场品质测试装置能满足火星等其他地外行星探测器、平流层飞艇等测试、试验用试验风洞风场品质进行评估和调试,并兼具一定的扩展能力。

为解决上述问题,本发明采用的技术方案如下:

适用于低温和低气压风洞的风场品质测试装置,主要包括安装支架、测量架、转动机构和保温罩,安装支架固定在风洞试验段的一截面上,其中若干风场参数测量传感器按照一定的排列方式和位置要求布置在测量架上,测量架设置在转动机构上,保温罩设置在测量架与转动机构之间,用来对转动机构进行控温,使其保持在合适的工作温度,在转动机构的驱动下,若干风场参数测量传感器随测量架的转动而转动,测量同一截面各处的风场参数。

其中,所述截面为进风口截面。

其中,转动机构由步进电机、谐波减速机、传动轴、轴承、齿轮、旋转变压器、控制系统组成,提供转动力矩并能精确调节记录转动角度。

其中,保温罩用来对转动机构的步进电机、传动部件、旋转变压器进行控温,使其保持在合适的工作温度。

其中,安装支架与测量架在满足强度的基础上,选用直径小的圆管或迎风面小的流线型结构,减小对流场的阻挡。

其中,测量架为“十字形”或“一字形”形状,中心位置与转动机构的转动轴连接。

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