基于三角翼对涡的旋流发生及测量试验设备和试验方法与流程

本发明属于航空气动力，尤其涉及一种基于三角翼对涡的旋流发生及测量试验设备和试验方法。

背景技术：

1、飞机模型在风洞中进行试验时，前方流场基本为均匀流场，当前方来流存在扰动时，会对飞机的性能尤其是对飞机进气道进口流场产生影响，使整个进气道内流流场受到影响，引起进气道各截面的气流参数分布不均匀，进而影响进气道出口的流场，改变压气机的性能和稳定性，从而可能影响发动机的稳定工作。

2、气流在流经三角翼模型时，在三角翼的翼尖会形成一对对称的翼尖涡。但是，现有技术中缺少一种基于三角翼对涡的旋流发生及测量试验设备和试验方法，无法为飞机模型在风洞中试验提供专用设备和试验流程标准。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种基于三角翼对涡的旋流发生及测量试验设备和试验方法，以解决现有技术无法为飞机模型在风洞中试验提供专用旋流发生及测量设备和试验流程标准的问题。

2、本发明所采用的技术方案如下：

3、方案一：基于三角翼对涡的旋流发生及测量试验设备，包括三角翼模型及支撑系统、变距离系统和旋流测量系统，三角翼模型及支撑系统和旋流测量系统左右设置；

4、所述三角翼模型及支撑系统包括三角翼模型和变迎角装置；所述变距离系统包括滑块和底板；所述旋流测量系统包括五孔探针、竖向五孔探针测量耙、电控位移台、压力采集系统和计算机；

5、所述底板固定在风洞洞壁的底壁上，滑块安装在底板上，三角翼模型通过变迎角装置安装在滑块的顶端，变迎角装置用于调节三角翼模型的迎角；

6、所述电控位移台安装在风洞洞壁的顶壁上，竖向五孔探针测量耙竖直安装在电控位移台上，五孔探针安装在竖向五孔探针测量耙上，且五孔探针朝向来流方向安装，五孔探针引出的测压软管与置于风洞外的压力采集系统连接，压力采集系统与计算机连接。

7、进一步地：所述变迎角装置包括固定支杆和可伸缩支杆，所述固定支杆和可伸缩支杆前后并列设置，固定支杆和可伸缩支杆的底端与滑块固定连接，固定支杆和可伸缩支杆的顶端与三角翼模型铰接。

8、方案二：基于三角翼对涡的旋流发生及测量试验方法，该方法依托方案一所述的基于三角翼对涡的旋流发生及测量试验设备实现，具体步骤为：

9、步骤1：安装变距离系统，将变距离系统的底板固定在风洞洞壁的底壁上，滑块安装在底板上，将三角翼模型通过变迎角装置安装在滑块的顶端，通过变迎角装置调整三角翼模型的迎角至试验设定的初始迎角；

10、步骤2：将五孔探针安装到竖向五孔探针测量耙上，竖向五孔探针测量耙安装在电控位移台上，五孔探针引出的测压软管连接压力采集系统，压力采集系统将压力传输到计算机，五孔探针的探测端所在面为测量截面；

11、步骤3：试验时，待风洞建立稳定流场后，压力采集系统开始采集五孔探针受到的压力，首个竖直方向位置压力数据采集完成后，通过电控位移台控制竖向五孔探针测量耙做固定步长的横向移动，在横向移动的过程中，每个步长停留3秒或4秒，采集每个步长停留时的竖直方向位置的压力数据，采集完成后，通过计算机得到每个测量截面上的旋流强度；

12、步骤4：通过变迎角装置调整三角翼模型的迎角，再通过变距离系统调整三角翼模型的后缘与测量截面之间的距离，重复步骤3，直至得到试验需要的旋流强度的对涡旋流流场，记录三角翼模型的迎角和后缘与测量截面之间的距离，实现模拟给定旋流强度的对涡旋流发生及测量。

13、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明是基于三角翼模型在流场中产生的对称的翼尖涡，结合电控位移台控制下的竖向五孔探针测量耙进行给定步长的横向移动，得到测量截面流场的旋流强度。本发明通过调节三角翼模型的迎角和模型后缘与测量截面之间的距离，最终在流场下游旋流测量截面达到给定的旋流强度，标定此时三角翼模型的迎角和后缘与测量截面之间的距离，此时三角翼模型及支撑系统即为可形成能够产生给定旋流强度的基于三角翼对涡的旋流发生装置；本发明为飞机模型在风洞中试验提供了专用设备和试验流程标准。

技术特征：

1.基于三角翼对涡的旋流发生及测量试验设备，其特征在于：包括三角翼模型及支撑系统、变距离系统和旋流测量系统，三角翼模型及支撑系统和旋流测量系统左右设置；

2.根据权利要求1所述的基于三角翼对涡的旋流发生及测量试验设备，其特征在于，所述变迎角装置（4）包括固定支杆（10）和可伸缩支杆（11），所述固定支杆（10）和可伸缩支杆（11）前后并列设置，固定支杆（10）和可伸缩支杆（11）的底端与滑块（5）固定连接，固定支杆（10）和可伸缩支杆（11）的顶端与三角翼模型（3）铰接。

3.基于三角翼对涡的旋流发生及测量试验方法，该方法依托权利要求1或2所述的基于三角翼对涡的旋流发生及测量试验设备实现，其特征在于，具体步骤为：

技术总结
基于三角翼对涡的旋流发生及测量试验设备及试验方法，属于航空气动力技术领域。本发明解决了现有技术无法为飞机模型在风洞中试验提供专用旋流发生及测量设备和试验流程标准的问题。技术要点：底板固定在风洞洞壁的底壁上，滑块安装在底板上，三角翼模型通过变迎角装置安装在滑块的顶端，变迎角装置用于调节三角翼模型的迎角；电控位移台安装在风洞洞壁的顶壁上，竖向五孔探针测量耙竖直安装在电控位移台上，五孔探针安装在竖向五孔探针测量耙上，五孔探针引出的测压软管与置于风洞外的压力采集系统连接，压力采集系统与计算机连接。本发明为飞机模型在风洞中试验提供了专用设备和试验流程标准。

技术研发人员：冯剑,刘畅,廖虹,徐建冬
受保护的技术使用者：中国航空工业集团公司沈阳空气动力研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/6/5