[发明专利]一种用于脉冲风洞喷流干扰试验的高精度同步控制方法

说明书

本发明属于高超声速脉冲风洞试验技术领域，公开了一种用于脉冲风洞喷流干扰试验的高精度同步控制方法。该控制方法步骤：确定脉冲风洞的有效试验时间窗口及运行时序；安装试验模型，并连接试验模型喷流喷管与喷流系统储气管；安装并调节传感器和高精度同步控制的仪器设备；脉冲风洞启动，高压气流冲破高低压段膜片，传感器发送信号至延时触发器；延时触发器开始延时计时，直至到达预先设定的延时时间，发送信号至信号发生器；信号发生器发出固定脉宽、5V高电平的TTL电压信号至快速继电器；快速电磁阀打开，喷流系统储气管为试验模型供气并形成持续时间超过脉冲风洞主流有效试验时间的稳定喷流。该控制方法可靠性高，重复性好。

技术领域

本发明属于高超声速脉冲风洞试验技术领域，具体涉及一种用于脉冲风洞喷流干扰试验的高精度同步控制方法。

背景技术

高轨道飞行器或再入飞行器在中高空飞行时，空气密度小，动压小，传统的气动舵控制效率低，单靠气动舵无法满足飞行器的控制要求，为了满足高空快速的气动操纵需求，无升力再入飞行器（如飞船返回舱）、升力式再入飞行器 （如航天飞机、X-37B、X-38、HTV-2等）和高速拦截导弹（如PAC-3、THAAD等）等飞行器采用发动机羽流以及反作用控制系统（reaction control system, RCS）替代或辅助气动舵进行控制。RCS喷流与来流会发生强烈干扰，导致飞行器表面喷流干扰区热流峰值增大数倍甚至数十倍，给飞行器表面热环境预测和防热设计带来极大挑战。

为了降低使用了姿轨控发动机的跨域飞行器研制风险，提高人们对喷流干扰现象及其对飞行器气动力/热影响规律的认识，亟需在地面开展脉冲风洞喷流干扰试验技术及相关试验研究工作。

高马赫数脉冲风洞喷流干扰试验通常要在试验时间仅毫秒量级的脉冲型风洞中开展，在脉冲风洞开展喷流干扰试验的关键技术在于需要在数十毫秒内同步建立喷流流场与脉冲风洞主流流场。

当前，亟需发展一种用于脉冲风洞喷流干扰试验的高精度同步控制方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种用于脉冲风洞喷流干扰试验的高精度同步控制方法。

本发明的用于脉冲风洞喷流干扰试验的高精度同步控制方法，其特点是，所述的高精度同步控制方法基于高精度同步控制装置，高精度同步控制装置包括安装在脉冲风洞的试验段内的试验模型，试验模型通过常闭型的快速电磁阀连接喷流系统储气管；高精度同步控制装置还包括安装在脉冲风洞的低压段靠近高低压段膜片位置处的传感器、通过线缆与传感器顺序连接的延时触发器、信号发生器、快速继电器和常规电源，快速继电器安装在常规电源的火线电路中，常规电源为快速电磁阀提供工作电压；

所述的脉冲风洞包括沿试验气流方向顺序连接的高压段、高低压段膜片、低压段、喉道二道膜片、拉瓦尔喷管和试验段，脉冲风洞用于在试验段产生试验时间约为数十毫秒量级的试验流场；

所述的高精度同步控制方法，包括以下步骤：

S10.根据脉冲风洞喷流干扰试验同步控制要求，确定脉冲风洞的有效试验时间窗口及运行时序；

S11.计算脉冲风洞的有效试验时间窗口t_eff