[发明专利]飞机液冷管路系统流量地面标定方法

摘要

本发明公开了一种飞机液冷管路系统流量地面标定方法，属于飞机液体管路系统测量技术领域。该方法利用飞机液冷系统管路中的变径管或弯头产生压差的原理在地面进行标定从而来获得液冷系统管路的流量。所述方法使用的标定装置由旋转平台及安装于旋转平台上的液体循环系统、参数测量系统及数据采集系统组成；其中旋转平台用以模拟管路系统在飞行中受到的加速度、管内流体的压力和温度作用。本方法可以实现在地面上进行飞行载荷作用下的飞机液冷系统管路流量的标定，具有结构简单、对原有管路系统破坏小、可控性好、安全性高等优点。

主权项

一种飞机液冷管路系统流量地面标定方法，该方法基于的装置包括旋转平台和安装于所述旋转平台上的流量标定循环系统，其中，所述旋转平台包括转台、电动机和变频器，所述电动机驱动所述转台转动，所述变频器与电动机相连，用于控制电动机的转速；所述流量标定循环系统包括液体循环系统、参数测量系统及数据采集系统，其中，所述液体循环系统包括水箱、泵、加热器、过滤器、试验段、进口阀门和出口阀门；所述水箱、泵、过滤器、加热器、进口阀门、试验段和出口阀门通过管路依次相连，所述水箱出水口通过管路与所述泵相连，所述出口阀门通过管路与水箱的回水口相连；所述参数测量系统包括流量计、温度传感器和压力传感器，所述流量计、温度传感器和压力传感器分别安装于所述试验段的前后位置管路上；所述数据采集系统包括计算机和与所述参数测量系统相连的数据采集模块；其特征在于，所述标定方法包括以下步骤：利用旋转平台模拟液体管路系统在飞行中所受到的飞行载荷，其中通过调节旋转平台的转速来实现不同的载荷大小，通过试验段的布置方向来获得载荷方向；所述流量标定循环系统安装于转台上，以实现测量参数的实时记录和保存；还包括以下步骤：在进行流量标定实验时，试验段所在位置的离心力方向视为飞机的机头方向；标定实验的加速度a从‑6g做到+6g，间隔为1g；温度T根据冷却液的工作温度从最低温度做到最高温度，间隔5℃；压差P从0到50kPa，间隔为5kPa；记录下不同加速度、温度和压力下的流量，成立流量数据库，试验件的流量为三元函数：Q＝f(a_i,T_j,P_k)；则实际飞机过程中管路的流量函数：f(a_m,T_p,P_q)＝f(a_i+α,T_j+β,P_k+γ)，其中，α,β,γ为一个无穷小量，a_m,T_p,P_q分别为实际飞机过程中的测量得出的加速度、温度和压差，a_i,T_j,p_k为实验参数中的某一个点，该点与a_m,T_p,P_q的距离最近，即：(a_m‑a_i)²+(T_p‑T_j)²+(P_q‑P_k)²≤(a_m‑a_i')²+(T_p‑T_j')²+(P_q‑P_k')²，式中：a_i',T_j',p_k'为实验中的任意一个点；利用三元函数的泰勒展开：$\begin{array}{c}f(a_i+h,T_j+k,P_k+l)=f(a_i,T_j,P_k)+\frac{1}{1!}(h\frac{\∂}{\∂a}+k\frac{\∂}{\∂T}+l\frac{\∂}{\∂P})f(a_i,T_j,P_k)\\ +\frac{1}{2!}{(h\frac{\∂}{\∂a}+k\frac{\∂}{\∂T}+l\frac{\∂}{\∂P})}^{2}f(a_i,T_j,P_k)\\ +\frac{1}{3!}{(h\frac{\∂}{\∂a}+k\frac{\∂}{\∂T}+l\frac{\∂}{\∂P})}^{3}f(a_i,T_j,P_k)+...\·\\ +\frac{1}{n!}{(h\frac{\∂}{\∂a}+k\frac{\∂}{\∂T}+l\frac{\∂}{\∂P})}^{n}f(a_i,T_j,P_k)\end{array}$公式右边取2项，如增加精度可依次增加右边的项数，因此，$Q=f(a_i,T_j,P_k)+(h\frac{\∂}{\∂a}+k\frac{\∂}{\∂T}+l\frac{\∂}{\∂P})f(a_i,T_j,P_k),$其中：$k\frac{\∂}{\∂T}f(a_i,T_j,P_k)=(T_p-T_j)\frac{f_{i,j+1,k}-f_{i,j,k}}{\mathrm{\Δ}T}{|}_{(a_i,T_j,p_k)}$$l\frac{\∂}{\∂P}f(a_i,T_j,P_k)=(P_q-P_k)\frac{f_{i,j,k+1}-f_{i,j,k}}{\mathrm{\Δ}P}{|}_{(a_i,T_j,p_k)}$上述过程获得试验件全工况下的流量特性。