[发明专利]一种座舱盖疲劳试验中的空气回路装置

说明书

本申请属于热试验技术领域，特别涉及一种座舱盖疲劳试验中的空气回路装置，包括：热回路，其内设置有热路离心风机(1)及舱外电加热器(5)；冷回路，其内设置有冷路离心风机(2)及多喷嘴阵列(6)；前整流段(7)，连接在所述热回路及所冷回路的出口处，用于合并所述热回路及冷回路的气流；导流罩(8)，设置在前整流段(7)后端，所述导流罩(8)内设置有试验件；后整流段(12)，与舱盖(11)相连接，后整流段(12)的出口分叉，并分别连接所述热回路及所述冷回路。本申请通过舱外冷路和舱外热路对试验装置进行舱外温度控制，实现了座舱盖加温加载疲劳试验的温度载荷谱精确控制，解决了温度载荷谱中高低温转换频繁的难题。

技术领域

本申请属于热试验技术领域，特别涉及一种座舱盖疲劳试验中的空气回路装置。

背景技术

在飞机设计和定型过程中，为确定座舱盖有机玻璃及金属骨架的疲劳寿命以及为新一代飞机提供设计指导，需开展飞机座舱盖的加温疲劳试验。

座舱盖加温疲劳试验是一项涉及多学科、多专业的复杂试验，其包含多项关键试验技术，其中一项关键技术就是试验温度载荷谱的快速追踪和精确控制。该类试验中的温度载荷谱曲线分为两条，一条为舱外温度载荷谱，其为动态载荷谱曲线，曲线中包含高温和低温，且试验过程中高温和低温转换速度较快，因此需要试验过程中采用一种可靠的试验装置，使其可以实现座舱盖的高低温载荷谱的精确控制；另一条为舱内温度载荷谱，其载荷谱变化曲线为常温范围内波动即可，相对控制方式较简单，但是需与舱外温度控制进行解耦，防止舱外对其控制进行影响。依据热传递类型，热试验中温度载荷控制方法通常有接触式传导方法、流体热对流方法以及热辐射方法。其中，接触式传导方法需要温度控制装置与座舱盖接触，则会造成座舱盖的损坏，并且该方法也不能直接控制低温，还需与其他低温方法结合，但是其又会对低温方法造成过多的干扰。热辐射方法在温度响应速度及控制方式上具备很大的优势，但是座舱盖试验件本身为有机玻璃材料，有一定的透光率，因此热辐射方法不仅不易于精确控制座舱盖温度，并且会对座舱盖的内部温度控制起到干扰作用。流体热对流方法是通过管路中的流体与试验件进行强迫对流换热，进而实现温度载荷谱的控制，这种方法相对于接触式传导方法和热辐射方法具有明显的可实现性，但是对于舱外这种复杂温度载荷谱曲线，流体的温度较难控制，温度控制精度很难得到保证，并不能通过简单的试验设备或试验装置对空气进行升温或降温来实现温度载荷谱精确控制和追踪，其依然存在如下问题：

1)传统的单喷嘴或单雾化器的喷雾方法虽然可以实现降温效果，但是这种方法通常会导致管路中截面空气温度场均匀性不理想，降低试验件与管路中流体的对流换热效率，进而降低液氮利用率，造成液氮的浪费，增加试验成本。

2)低温管路中的制冷介质流量也往往无法精确控制，影响着管路中空气的温度控制精度。

3)当低温介质流入低温管路中，由于低温管路外壁无法完全绝热，因此会造成管路中低温介质产生相变，使管路中存在空化现象，增大流体的阻力，减小低温介质的流速和流量，影响管路中低温控制。

发明内容

为了解决上述问题，本申请提供了一种座舱盖疲劳试验中的空气回路装置，实现对座舱盖温度载荷谱的精确控制，本申请座舱盖疲劳试验中的空气回路装置主要包括：

热回路，所述热回路内设置有热路离心风机及舱外电加热器；

冷回路，所述冷回路内设置有冷路离心风机及多喷嘴阵列；

前整流段，连接在所述热回路及所冷回路的出口处，用于合并所述热回路及冷回路的气流；

导流罩，设置在前整流段后端，所述导流罩内设置有试验件，所述试验件包括舱盖及舱盖前方的风挡，所述风挡前方设置有过渡段前，其中，所述过渡段为风挡前方的随形段，其前段与所述前整流段连接，后端与风挡顺滑连接；

后整流段，与舱盖相连接，所述后整流段的出口分叉，并分别连接所述热回路及所述冷回路。