[发明专利]一种在线飞行测试系统及其测试方法

说明书

本发明涉及一种在线飞行测试系统及其测量方法，属于流体测量技术领域。柔性壁面剪应力测试节点与柔性压力测试节点具有较强的共形能力，通过贴附的方式安装在飞行器上，安装方式简单易行，对飞行器流场影响小；机载式流体壁面剪应力及压力同步测试仪体积小、重量轻、可接入传感器数量多、可通过飞行器飞控系统控制启停，契合了飞行器飞行状态下的机载测试条件；节点外部贴附整流罩，用于缓冲飞行器壁面与节点连接处表面结构的突变，使测量结果精确。本发明的流体壁面剪应力及压力在线飞行测试系统及其测量方法，对分析边界层流动状态、评价飞行器气动性安全性提供数据支撑。

技术领域

本发明属于流体测量技术领域，具体涉及一种流体壁面剪应力及压力在线飞行测试系统及其测试方法。

背景技术

流体壁面剪应力是指流体流经物体表面时，由于粘性作用在壁面产生的切向应力，是研究航空飞行器流场边界层结构及其发展、分析流动机理、验证气动效果、分析摩擦阻力等的基础，对于新型战机和大型运输机气动设计及优化有重要支撑作用。

此外，流体经过飞行器表面时还会产生垂直于表面的压力。由于飞行过程中气流环境极其复杂，表面压力变化剧烈，为了确定飞行器表面对绕流流体状态影响最大的位置，监控飞行器的飞行状态，采集飞行器表面的压力分布信号是十分必要的，可以为机身及机翼结构强度计算、研究机翼的性能、研究绕机翼的流动特性提供依据。

由于原理和方法所限，目前一直无法准确获取飞行器在线飞行状态下壁面剪应力及压力信息。主要是因为壁面剪应力量值很小(仅为几个到几十帕斯卡)、动态性高、边界层流场极易破坏，而常规测压手段需要在飞行器壁面上加工测压孔，破坏飞行器结构。长期以来，飞行状态下的流体壁面剪应力及压力测量一直是国际难题，严重制约着空气动力学实验及试飞等研究能力和水平。因此，流体壁面剪应力及压力的在线飞行测试在新型高性能战机的研制中具有广阔重大的需求。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种在线飞行测试系统及其测试方法，解决了飞行器在线飞行状态下无法准确获取壁面剪应力及压力信息的问题。

本发明技术解决问题的技术解决方案是：

本发明提供的一种在线飞行测试系统，包括测试仪，安装于飞行器的舱体内；柔性壁面剪应力测试节点模块，贴附于飞行器的外表面，并电连接至所述测试仪；第一节点整流罩，贴附于所述剪应力测试节点模块上方。

所述测试仪接收飞行器飞控系统发来的控制指令，指示所述剪应力测试节点模块采集壁面的剪应力数据信息，所述剪应力测试节点模块将采集到的剪应力数据信息传送至所述测试仪。

进一步地，所述在线飞行测试系统还包括柔性压力测试节点模块，贴附于飞行器的外表面，并电连接至所述测试仪；第二节点整流罩，贴附于所述压力测试节点模块上方。

所述测试仪接收飞行器飞控系统发来的控制指令，指示所述压力测试节点模块采集壁面的压力数据信息，所述压力测试节点模块将采集到的压力数据信息传送至所述测试仪。

优选地，所述测试仪为机载式流体壁面剪应力及压力同步测试仪。

本发明的一个实施例中，所述剪应力测试节点模块通过并联模式电连接至所述测试仪，所述压力测试节点模块通过串联模式电连接至所述测试仪；所述并联模式为每个节点单独连接至所述测试仪，由所述测试仪进行激励与信号处理；所述串联模式为首个节点连接至所述测试仪，后续节点逐个顺次连接至前一个节点。

进一步地，串联模式测试节点包括柔性基底、控制单元与传感单元；

所述传感单元为压阻式、压电式或者电容式压力传感器；

所述控制单元用于控制所述传感器的信号采集与网络同步。