[发明专利]用于尾迹云生成和演化研究的环境舱、测试装置及方法

说明书

本发明公开了一种用于尾迹云生成和演化研究的环境舱、测试装置及方法，环境舱包括舱体组件、进气组件和排气组件，舱体组件内形成有试验腔且设有光学观测视窗面板和安装采样器的第一安装板，进气组件包括稀释单元、第一进气单元和第二进气单元，稀释单元用于接收航空发动机的排气和稀释气体并对其进行掺混，第一进气单元与稀释单元连通用于接收掺混后的气体并将该气体喷射至试验腔，第二进气单元用于朝向试验腔输送低温高湿气体，排气组件用于将试验腔内的部分气体排出。本发明实施例的用于尾迹云生成和演化研究的环境舱，既可实现模拟尾迹云的生成和演化，又可方便对尾迹云进行采样研究以及进行光学测量，从而实现对尾迹云进行有效研究。

技术领域

本发明涉及飞机尾迹云模拟测试技术领域，尤其是涉及一种用于尾迹云生成和演化研究的环境舱、测试装置及方法。

背景技术

尾迹云是由喷气式飞机在对流层顶部巡航时产生的线状冰云，该线状冰云在冰过饱和环境中持续存在会形成卷云，能够发挥巨大的全球辐射强迫作用，成为最大的航空气候强迫因素，并在降低航空气候影响方面具有巨大的潜力。

为了清晰认识尾迹云的理化性质、尾迹云的形成以及尾迹云向卷云转化过程，便于后续制定缓解措施，需要研究飞机尾迹云的生成和演化。

其中，尾迹云生成和演化受航空碳烟排放、羽流喷射以及气象环境等众多因素耦合的影响，是一个动力学、热力学、气体动力学等多学科耦合的多相流过程，目前对于飞机尾迹云生成及演化的研究主要有两种方法，一是理论推导与数值模拟相结合的方式研究尾迹云的形成及演化过程，但这种方法缺乏完整的实验数据支撑；另一种方法是“飞机跟飞机”的尾迹云实验测量，这种实验方式主要是通过一架飞机在高空巡航高度飞行产生尾迹云，另一架装备有相应测量设备的飞机跟在后面测量产生尾迹云的各种性质，但是这种方法不但实验成本高昂，而且易受环境因素干扰以及实验测量设备的限制。

因此，需要开发一种可对尾迹云的生成和演化进行研究的测试装置，以支撑航空排放对全球气候影响的研究。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的第一方面提出一种用于尾迹云生成和演化研究的环境舱，所述环境舱不仅可对尾迹云的生成和演化进行模拟，以降低研究成本，还可方便对尾迹云进行采样研究以及进行光学测量，解决了现有技术中对尾迹云进行研究时缺乏完整的实验数据支撑以及实验成本高昂等技术问题。

本发明的第二方面提出一种具有上述环境舱的测试装置。

本发明的第三方面提出一种上述测试装置的测试方法。

根据本发明实施例的用于尾迹云生成和演化研究的环境舱，包括：形成有试验腔的舱体组件，所述舱体组件上设有光学观测视窗面板以及可安装采样器的第一安装板；进气组件，所述进气组件包括：稀释单元，所述稀释单元用于接收航空发动机的排气和稀释气体，并对所述排气和所述稀释气体进行掺混；第一进气单元，所述第一进气单元与所述稀释单元连通，用于接收所述稀释单元掺混后的气体，并将掺混后的气体喷射至所述试验腔；第二进气单元，所述第二进气单元用于朝向所述试验腔输送低温高湿气体；排气组件，所述排气组件与所述试验腔连通，用于将所述试验腔内的部分气体排出。

根据本发明实施例的用于尾迹云生成和演化研究的环境舱，通过设置朝向试验腔输送低温高湿气体的第二进气单元以及设置将试验腔内部分气体排出的排气组件，可实现在试验腔内形成低温低压高湿环境，从而实现模拟高空环境，这样当稀释单元将与稀释气体掺混后的航空发动机排气喷射至试验腔内时，即可实现模拟尾迹云的生成和演化，同时，本申请还在舱体组件上设置光学观测视窗面板以及可安装采样器的第一安装板，以便于利用采样器采集试验腔内的尾迹云以及利用光学观测视窗面板对试验腔内的尾迹云进行观察、光学测量等，以实现对尾迹云进行研究，并降低研究成本。也就是说，本申请的环境舱不仅可模拟尾迹云的生成和演化，还可方便对尾迹云进行采样研究以及进行光学测量，提升研究的准确性并降低研究成本。