[发明专利]一种提高风洞测压试验压力扫描数据精度的测量方法

说明书

本发明公开了一种提高风洞测压试验压力扫描数据精度的测量方法，通过增加风洞总压、静压信号的扫描阀测量管路，并根据扫描阀测压系统进行马赫数判断，大幅提高了风洞测压试验的数据质量，解决了在流场波动较大的风洞中模型表面压力难以进行高精度测量的问题。

技术领域

本发明涉及风洞试验测量技术，具体是涉及一种提高风洞测压试验压力扫描数据精度的测量方法。

背景技术

风洞是一种产生可控均匀气流的管状试验装置。风洞模型表面压力分布测量试验（以下简称测压试验），是为了测量飞行器模型表面的压力分布，了解绕模型的流动特性，为飞行器结构强度计算提供载荷数据的一种风洞试验。常规的压力分布试验方法是在模型表面上开许多测压孔，测压孔处的压力经相连的管路接到压力扫描阀，经过数据采集和模数转换获得模型表面的压力数据。

国内外风洞压力分布测量试验大多数都采用阶梯变迎角试验方式，即：试验过程中，风洞控制系统调节流场达到预设状态，并控制模型迎角依次运动到一系列预设位置，在每个预设位置处静止等待一段时间（以下简称该时间为等待延时wt），使测压管内压力与模型表面测点的压力达到平衡，控制系统判断此时流场符合要求就会通知测压系统开始采集压力数据，否则继续调节流场直至符合要求并通知测压系统采集压力数据；测压系统接到通知后采集、保存压力数据并反馈给控制系统；控制系统接到反馈后控制迎角继续运动到下一个预设位置并采集数据，直至所有预设的迎角位置下的数据都采集完备，本次试验结束。

控制系统调节流场状态时，依据的是安装于风洞内的总压和静压传感器的信号，该信号实时性强，能够迅速反映流场的波动变化。而模型表面压力是通过细长的测压管路连接到压力扫描阀进行测量，由于管路存在传输延迟（Δt），其压力变化相对于总压和静压传感器信号存在一定的滞后。控制系统在t时刻判断流场稳定并通知扫描阀采集压力时，扫描阀采集的将是t-Δt时刻的模型表面压力。

在风洞流场比较稳定时（马赫数在设定范围内小幅波动），只要设定的等待延时wt足够长(wt>Δt)，扫描阀采集到的仍是流场符合要求的压力数据，管路延迟不会对测量精度造成大的影响。但是，在风洞流场不太稳定时（马赫数波动超出设定范围），虽然控制系统判定t时刻流场满足要求，但不能保证t-Δt时刻也是满足要求的，因此，扫描阀采集到的可能是流场不符合要求的压力数据。另外，由于风洞流场波动的随机性，造成在同一试验条件下多次采集的测压试验数据重复性精度较差，难以满足型号试验的需求。这种问题在国内的暂冲式跨声速风洞中比较突出。

发明内容

本发明的目的是提供一种提高风洞测压试验压力扫描数据精度的测量方法，用以解决风洞测压试验在流场波动较大的情况下模型表面压力测量精度差的问题。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种提高风洞测压试验压力扫描数据精度的测量方法，包括以下步骤：

步骤一：从风洞总压和静压传感器分别引出一个通气管路，并接入扫描阀测压系统，管路内径和长度与模型测压管路一致，使其具有相同的压力传输延迟；

步骤二：风洞控制系统采集压力传感器测得的总压P0和静压Pct，根据马赫数Ma实时调节流场直至符合要求，同时控制模型迎角到达预设位置；

步骤三：风洞控制系统持续控制流场并保持模型静止等待一段时间wt；

步骤四：风洞控制系统计算此时的马赫数Ma，如果不符合要求则继续调节流场直至符合要求；

步骤五：控制系统向扫描阀测压系统发送采集指令；

步骤六：扫描阀测压系统采集接入的总压P0s、静压Pcts和所有模型测点压力Psi（i=1～n，n为模型表面测压点数），计算马赫数Mas，并将本组数据保存到缓冲区；

步骤七：扫描阀测压系统判断马赫数Mas符合要求，则转到步骤八；