[发明专利]用于致动风洞模型中的边界层转换装置的远程控制方法和系统

说明书

本发明涉及用于致动风洞模型中的边界层转换装置的远程控制方法和系统。一种用于再现在室温至低温温度条件下的风洞测试环境中的空气动力学边界层转换条件的系统。该系统包括设置在限定外表面的测试环境中的测试部件。跳转点被安装在测试部件上并且具有第一状态和第二状态，在第一状态中，跳转点的远侧表面相对于测试部件的外表面处于第一高度，在第二状态中，跳转点的远侧表面相对于测试部件的外表面处于第二高度。致动器被可操作地联接到跳转点并被配置成在第一状态和第二状态之间转换跳转点。控制器远程使致动器在第一状态和第二状态之间转换跳转点。

技术领域

本公开大体涉及用于远程控制和远程致动在从低至飞行雷诺数条件的加压低温风洞测试环境中的部件以再现边界层转换条件的方法和系统。

背景技术

风洞模型通常使用可移动的控制表面来高效地模拟正在建模的交通工具的各种控制方面。非机动化表面由于其简单性和在极端温度下操作的能力而经常被使用。然而，这些表面必须被用手定位，从而需要中断测试以将表面定位在期望的控制角度。因此，现有解决方案需要从风洞环境去除和/或隔离模型以进行配置改变。

模型通常具有缩小的尺寸，并且因此，将在实际交通工具中采用的全尺寸致动器不能容易地适用。各种致动系统已经在包括机电致动器的风洞模型中采用。然而，由于功率密度低以及需要复杂的电动机/齿轮组件，所以机电致动相对庞大。因此，在支撑结构中(例如，在飞机的垂直尾翼中)所需的空间量会限制能够被安装在模型中的仪器(诸如压力传感器)的量，并且可能降低结构强度，这趋向于将它们的使用限制在具有较低负载的较低压力隧道。在较低压力风洞中的小尺度模型(Subscale models)也不匹配全尺寸飞机的空气动力学特性，这限制了它们作为用于测试飞机构造的设计工具的保真度。

因此，期望提供一种用于在恶劣的风洞环境或其他受温度或负载限制的应用中测试的模型中使用的致动系统，其通过减少风洞开启次数来完成模型变化，同时为致动器提供针对低温或高压风洞的足够的力能力，以提高风洞试验效率。

发明内容

本公开总体上涉及用于远程控制和远程致动在从低至飞行雷诺数条件的加压低温风洞测试环境中的部件以再现边界层转换条件的方法和系统。

根据本公开的一个方面，提供了一种用于再现在室温至低温温度条件下的风洞测试环境中的空气动力学边界层转变条件的系统。该系统包括设置在风洞测试环境中并限定外表面的测试部件。至少一个跳转点(trip dot)被安装在测试部件上并且具有第一状态和第二状态，在第一状态中所述至少一个跳转点的远侧表面相对于测试部件的外表面处于第一高度，在第二状态中所述至少一个跳转点的远侧表面相对于测试部件的外表面处于第二高度。致动器被可操作地联接到所述至少一个跳转点并且被配置在第一状态和第二状态之间转换所述至少一个跳转点，与致动器通信的控制器被配置为远程致使致动器在第一状态和第二状态之间转换至少一个跳转点。

根据本公开的另一方面，提供了一种用于远程再现被设置在环境至低温条件下的风洞测试环境中的测试部件上的空气动力学边界层转换条件的方法。该方法包括使致动器将安装在测试部件上的至少一个跳转点置于第一状态，在第一状态中所述至少一个跳转点的远侧表面相对于所述测试部件的外表面处于第一高度处。在所述至少一个跳转点处于第一状态的情况下对测试部件执行第一风洞测试，并收集第一组风洞测试数据。方法进一步包括经由致动器将所述至少一个跳转点远程转换到第二状态，在第二状态中所述至少一个跳转点的远侧表面相对于测试部件的外表面处于第二高度处。在所述至少一个跳转点处于第二状态的情况下对测试部件执行第二风洞测试，并收集第二组风洞数据。