[发明专利]一种结冰风洞试验冰形测量方法

说明书

本发明公开了一种结冰风洞试验冰形测量方法，利用一块设置有与机翼翼型一致缺口的金属片，沿着水平方向推动金属片，使得机翼沿着金属片的缺口处卡入缺口内，当金属片与机翼完全接触后，抽出金属片，机翼表面的冰层上沿着机翼的翼型留下一个切面，用一块与金属片形状一致的测绘板插入冰层的切面内，沿着冰层表面在测绘板上画出一条曲线；将测绘板抽出，通过测量观察板上的曲线可以得出冰层的厚度和形状；本发明因为本方案的测量金属片是不固定的，因此通过对其进行加热的处理可以使得切割冰层快速，不会出现传统技术中的切割金属片被冰卡住的问题，因为不会因为抖动金属片从而破坏冰层的问题。

技术领域

本发明涉及低速结冰风洞测量领域，具体说涉及一种结冰风洞试验冰形测量方法。

背景技术

飞机结冰是飞行实践中广泛存在的一种物理现象，是造成飞行安全事故的主要隐患之一。当飞机在环境温度低于冰点或在冰点附近的结冰气象条件下飞行时，大气中的过冷水滴撞击到飞机表面，结冰现象就很容易在机翼、尾翼、旋翼、进气道、风挡玻璃、天线罩、仪表传感器等部件表面发生。飞机结冰不仅增加了飞机的重量，而且破坏了飞机表面的气动外形，改变了绕流流场，破坏了气动性能，造成飞机最大升力下降、飞行阻力上升、操作性能下降、稳定性能降低，对飞行安全造成了很大的威胁，因结冰而引发的飞行事故屡见不鲜，严重的结冰甚至可以导致机毁人亡。

在结冰风洞中对于翼型上的结冰试验结束后，需要对机翼上的结冰厚度和形状进行测量；而目前最常见的激光扫描3D成像技术因为冰层的反光和透光现象，所以根本就无法利用该技术进行测量。因此对于冰层厚度和形状的测量只能通过操作人员手动测试；而现有的测试方式就是将翼型固定在后，通过固定在翼型上的测量工具进行测量。这种测量方法因为必须提前固定测量工具，使得在测试过程中，测量工具受冰层的影响会出现测量偏差，而且因为工具是固定好的，该工具只能测量固定点的冰层厚度，不能进行其他点的测量。还有最大的缺点就在于，在风洞试验中将测量工具固定在翼型上，本身就是一件非常影响测量精度的做法，而且安装非常麻烦，需要在翼型上打孔，而在翼型上过多的设置装置会影响翼型表面的流场。因此，需要对目前的测量方式进行改进。

发明内容

本发明的目的是提供一种新的测量方法，解决现有测量方法中的各种弊端。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种结冰风洞试验冰形测量方法，该方法包括以下步骤：

步骤一：在任意垂直方向上沿着水平方向设置一块用于切割冰层的金属片，所述金属片正对机翼处设置有与机翼翼型一致的缺口，沿着水平方向推动金属片，使得机翼沿着金属片的缺口处卡入缺口内；

步骤二：当金属片与机翼完全接触后，抽出金属片，机翼表面的冰层上沿着机翼的翼型留下一个切面；

步骤三：用一块与金属片形状一致的测绘板插入冰层的切面内，沿着冰层表面在测绘板上画出一条曲线；

步骤四：将测绘板抽出，通过测量观察板上的曲线可以得出冰层的厚度和形状。

在上述技术方案中，所述步骤一中，推动金属片前，先对金属片的缺口边缘处进行加热，确保金属片切入冰层中。

在上述技术方案中，加热的金属片在与冰层进行切割时，不间断的向冰层上的切口处喷冷凝剂。

在上述技术方案中，所述步骤三中测绘板包括一块基板和设置在基板上的具有网格的贴纸。

在上述技术方案中，所述贴纸的形状与基板一致，绘制完毕后所述贴纸可以与基板分离。

在上述技术方案中，金属片和测绘板设置在风洞内可以沿着其垂直方向上下移动的水平支撑架上。

在上述技术方案中，所述水平支撑架包括两个水平支撑边，两个支撑边和一个连接边构成U形结构。