[发明专利]延迟高超声速边界层转捩材料的研究系统及实验研究方法

摘要

本发明公开了一种延迟高超声速边界层转捩材料的研究系统，包括：超声波吸收层模型；超声波发生器，其设置在所述超声波吸收层模型的一侧；以及压力传感器，其设置在所述超声波吸收层模型的另一侧，用于接收回波。本发明还公开了一种延迟高超声速边界层转捩材料的实验研究方法，其能够有效应用延迟高超声速边界层转捩材料的研究系统以研究超声波吸收层几何外形对其吸波特性的影响；本发明还提供了一种高超声速边界层材料中声学共振模态的捕捉方法，用于验证声学共振模态的存在，为超声波吸收层设计提供全面的实验支持和科学依据。

主权项

1.一种延迟高超声速边界层转捩材料的实验研究方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、应用延迟高超声速边界层转捩材料的研究系统并结合一平板进行超声波入射检测获得平板超声波回波幅值，其中，所述平板的规格为80‑100 mm×80‑100 mm×10‑20 mm；步骤二、应用延迟高超声速边界层转捩材料的研究系统并分别结合基准超声波吸收层模型、超声波吸收层模型P1和超声波吸收层模型P2进行检测分别获得超声波回波幅值、和，应用下列公式分别计算获得反射系数为、和： 其中，当静态实验模拟同一飞行高度时，且超声波发生器发出的超声波功率相等时，比较反射系数、和的大小，越小的反射系数对应的开孔率的超声波吸收层模型越能延迟高超声速边界层转捩；步骤三、应用所述的延迟高超声速边界层转捩材料的研究系统并结合基准超声波吸收层模型、超声波吸收层模型A1和超声波吸收层模型A2进行检测分别获得超声波回波幅值、和，应用下列公式分别计算获得反射系数为、和： 其中，当静态实验模拟同一飞行高度时，且超声波发生器发出的超声波功率相等时，比较反射系数、和的大小，越小的反射系数对应的宽高比的超声波吸收层模型越能延迟高超声速边界层转捩；延迟高超声速边界层转捩材料的研究系统包括：超声波吸收层模型，其为一板体，板体的上端面上开设有多个相互均匀间隔开平行设置的矩形开口槽；超声波发生器，其设置在所述超声波吸收层模型的一侧，使得所述超声波发生器发出的超声波经超声波吸收层模型反射后产生回波；以及压力传感器，其设置在所述超声波吸收层模型的另一侧，用于接收回波；所述超声波吸收层模型包括基准超声波吸收层模型、超声波吸收层模型P1、超声波吸收层模型P2、超声波吸收层模型A1和超声波吸收层模型A2，其中，超声波吸收层模型上的多个矩形开口槽的规格参数为：半宽 0.15mm，开孔率 0.2‑0.8，宽高比 0.06‑0.24；所述基准超声波吸收层模型上的多个矩形开口槽的规格参数为：半宽 0.15 mm，开孔率 0.5，宽高比 0.12；P1上的多个矩形开口槽的规格参数为：半宽 0.15 mm，开孔率 0.2，宽高比 0.12；P2上的多个矩形开口槽的规格参数为：半宽 0.15 mm，开孔率 0.8，宽高比 0.12；A1上的多个矩形开口槽的规格参数为：半宽 0.15 mm，开孔率 0.5，宽高比 0.06；A2上的多个矩形开口槽的规格参数为：半宽 0.15 mm，开孔率 0.5，宽高比 0.24。