[发明专利]一种测量风洞试验段横向气流偏角的简易方法

摘要

本发明公开了一种测量风洞试验段横向气流偏角的简易方法，目的在于解决采用现有方法进行横向气流偏角测量时，存在试验车次较多、成本较高、状态复杂等的问题。本发明的主要思路如下：利用模型机翼作为侧向力的作用面，其载荷大，侧向力的测量精准度高，同时避免了支撑机构对来流的扰动。在进行数据处理时，本发明将天平轴系力（矩）矢量转换到模型体轴系或气流坐标系；转换后，对基本纵向升力‑攻角曲线在模型正、反转后侧向力处插值，获得正、反装对应的横向角度。本发明在准确、可靠的基础上，能尽快获得横向气流偏角指标，以利于流场均匀性衡量和横向气流偏角对试验结果的影响分析，具有较好的应用前景。

主权项

一种测量风洞试验段横向气流偏角的简易方法，其特征在于，包括如下步骤：第一步、采用测定或查询模型数据库的方法，获得模型纵向气流偏角Δα_cp；第二步、对基本纵向升力‑攻角曲线进行纵向气流偏角修正，获得基准纵向C_L‑α曲线，基准纵向C_L‑α曲线的α的修正公式(1)如下：$\mathrm{\α}=arctan\left(\frac{tan({\mathrm{\α}}_M+{\mathrm{\Δ\α}}_{CP})+tan\left({\mathrm{\Δ\α}}_e\right)cos\left({\mathrm{\Δ\β}}_e\right)}{cos\left({\mathrm{\Δ\β}}_e\right)-tan({\mathrm{\α}}_M+{\mathrm{\Δ\α}}_{CP})tan\left({\mathrm{\Δ\α}}_e\right)}\right)---\left(1\right);$第三步、保证模型攻角为零，将模型与天平绕支杆轴线同转90°，以弯刀机构为变侧滑角机构，进行定攻角变侧滑角实验，获得攻角零度时C_L‑β曲线，利用最小二乘法拟合求取模型天平同转90°时零攻角、零侧滑角的升力系数C_L+|_β＝0；第四步、保证模型攻角为零，将模型与天平绕支杆轴线同转至‑90°，以弯刀机构为变侧滑角机构，进行定攻角变侧滑角实验，获得攻角零度时C_L‑β曲线，利用最小二乘法拟合求取模型天平同转‑90°时零攻角、零侧滑角的升力系数C_L‑|_β＝0；第五步、将第三步得到的升力系数C_L+|_β＝0、第四步得到的升力系数C_L‑|_β＝0带入第二步的基准纵向C_L‑α曲线中，分别得到正转状态下的零升侧滑角Δβ_0U、反转状态下的零升侧滑角Δβ_0D，最后采用如下公式(2)得到当前马赫数状态下试验段的横向气流偏角Δβ_cp：Δβ_cp＝0.5×(Δβ_0D‑Δβ_0U)  (2)；所述公式(1)中，α_M是指实验名义攻角，即模型未受载时的机身或构造线角度；Δα_cp是指由第一步获得的模型纵向气流偏角；Δα_e指通过天平载荷和机构弹性角公式获得的模型纵向弹性角；Δβ_e指通过天平载荷和机构弹性角公式获得的模型横向弹性角。