[发明专利]一种进气道试验模拟装置及模拟方法

说明书

本发明适用于风洞试验技术领域，提供了一种进气道试验模拟装置及模拟方法，进气道试验模拟装置包括：模型支撑组件、模型支杆、模型、流量模拟器、模拟器支撑组件、柔性吸气管，其中，所述模型支撑组件通过模型支杆与模型的外周部连接；所述柔性吸气管的一端与模型的出气口连接，所述柔性吸气管的另一端与流量模拟器的进气口连接；所述流量模拟器支撑在所述模拟器支撑组件上，所述模拟器支撑组件可随所述模型支撑组件的调节而自适应调节。本发明能够提高试验数据质量和试验效率。

技术领域

本发明属于风洞试验技术领域，尤其涉及一种进气道试验模拟装置及模拟方法。

背景技术

低速风洞飞行器进气道性能试验中，对进气道的流量进行准确模拟是关键的技术环节；其中，在没有配置真空吸气系统的低速风洞，通常用引射式流量模拟器的引射作用来模拟进气道的流量。如图1所示为现有技术中的进气道试验模拟装置，在文献“低速风洞进气道试验柱形分布式引射器优化设计，巫朝君等，航空动力学报”中公开了该种方法，采用这种方法时，模型1′由可以变化迎角和侧滑角的支撑装置2′固定在风洞试验段内，为保证引射式流量模拟器3′工作时喷出的高速气流对飞行器进气道局部流场的影响尽量小，需尽可能的把引射式流量模拟器3′固定于流场下游远离模型的风洞下洞壁4′上，模型与引射式流量模拟器3′之间通过吸气管道5′连接，7′为进气道/发动机气动分界面。

现有技术可以满足一般进气道试验的基本要求。但是，现有技术还存在如下缺陷：（1）模型和引射式流量模拟器等装置在风洞流场中迎风面的总堵塞度增大，对风洞流场等产生不良影响，模型的进气道入口6′的局部流场明显失真；（2）模型迎角、侧滑角变化范围较大时，造成模型与引射式流量模拟器之间的相对位置变化较大，由模型、引射式流量模拟器和支撑装置共同组成的有效迎风面积增大，增大了流场中的阻塞度，同时，引射式流量模拟器/吸气管道/模型之间相互干涉，无法完全实现极限姿态角的试验范围要求；（3）模型与引射式流量模拟器之间的吸气管道也会出现大幅度的弯折情况，造成管道内气流压力损失加大，大幅降低引射式流量模拟器的效率，影响对进气道全域工作范围的流量模拟。

总之，现有技术在试验数据质量和试验效率还存在缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种进气道试验模拟装置及模拟方法，旨在解决现有技术中的存在的试验数据质量差和试验效率低的技术问题。

第一方面，本发明提供了一种进气道试验模拟装置，其包括：模型支撑组件、模型支杆、模型、流量模拟器、模拟器支撑组件、柔性吸气管，其中，所述模型支撑组件通过模型支杆与模型的外周部连接；

所述柔性吸气管的一端与模型的出气口连接，所述柔性吸气管的另一端与流量模拟器的进气口连接；

所述流量模拟器支撑在所述模拟器支撑组件上，所述模拟器支撑组件可随所述模型支撑组件的调节而自适应调节。

进一步地，所述模型支撑组件可通过模型支杆带动模型在X、Y、Z方向上移动和绕Y方向上转动，其中，X方向指的是风洞试验段的中心方向，Y方向指的是风洞试验段的竖直方向，Z方向指的是风洞试验段的水平方向。

进一步地，所述模拟器支撑组件包括可沿Y和Z方向移动的移动支撑座，所述移动支撑座的顶部设置有沿X方向的滑轨，所述滑轨上设置有可沿滑轨移动的滑块，在所述滑块上固定有滑动连接板，所述滑动连接板上设置有轴承卡箍，回转轴承的外圈与轴承卡箍过盈配合，回转轴承的内圈与轴承连接板固定连接，流量模拟器支撑座固定安装在所述轴承连接板上，所述流量模拟器安装在流量模拟器支撑座上，所述回转轴承的轴线位于竖直方向上。

第二方面，本发明提供了一种进气道试验模拟方法，其包括如下步骤：

步骤S10：在风洞试验段布置如上所述的一种进气道试验模拟装置；

步骤S20：调整模型，使模型的姿态角满足试验要求；

步骤S30：使模拟器支撑组件跟随运动；