[发明专利]基于波纹管天平系统的内流阻力测量方法及装置

说明书

基于波纹管天平系统的内流阻力测量方法及装置，属于飞行器内流阻力测量试验技术领域，解决了传统在内流管道出口布置测压耙获取出口动量存在干扰以及精准度不足的问题。技术要点：该方法通过在地面台架标定内流道的推力进而间接测量到内阻，包括：获取待测件入口参数得到内流管路的入口动量；基于波纹管天平系统直接获得内流管路的出口动量；待测件的内流阻力即为入口与出口的动量差。另外，测量装置主要包括波纹管天平系统、整流装置、测量段与连接段，能够在不干扰内流管路流动的情况下精确获得所述方法中提到的待测参数，特别是波纹管天平系统能够解决内阻测量试验中同步进行高压供气和气动力测量时高压管路对天平测量的干扰影响问题。

技术领域

本发明涉及一种飞行器内流阻力测量方法及装置，具体涉及一种基于波纹管天平系统的内流阻力测量方法及装置，属于飞行器内流阻力测量试验技术领域。

背景技术

对于采用涡扇发动机的民机或运输机飞机而言，设计早期就要对进排气系统外形进行优化设计，为了提高设计效率并降低设计成本，工程上进排气系统外形的优化和选型都不考虑动力影响。通常将带进气道飞机器测力模型的进气道入口用一个堵锥堵住，做成不通气的。显然，这样测得的气动力系数与通气的模型是有差异的，虽然专门的进气道试验能精确地模拟进气道和进气口的绕流，能测量进气道的压力恢复和总压畸变情况，但进气对飞行器部件的气动干扰无法测得，而通气模型试验则可以真实模拟进气口形状和绕流状态，能正确得到进气对飞行器各部件的干扰量。因此通过专门的通气模型试验，可以获得与真实飞行器飞行时进气流态相似的风洞模型试验数据。

在通气模型中，内流道产生了一定量的阻力，但在飞机的阻力构成中，内流道内部壁面产生的阻力是不计入全机气动阻力里的，在进行全机升阻特性分析时就应该扣除这部分阻力。关于内流道阻力的测量方法，目前国内对通气模型内阻修正仍主要采取在模型尾支杆安装外部测压耙的方式测量喷管出口总、静压，进而换算成内流道阻力。但是该方法存在以下缺陷：耙体对模型底部流动有影响，进而影响前体阻力；模型底部流动复杂，影响耙体的测量，使内阻的精度受到影响。因此，有必要研究一种新方法，以减少内阻测量对模型底部流动的影响，同时提高内流阻力测量的精度。

发明内容

在下文中给出了关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。

鉴于此，本发明为了解决传统在内流管道出口布置测压耙获取出口动量存在干扰以及精准度不足的问题，进而设计了一种基于波纹管天平系统的内流阻力测量方法，能够有效的对内流进行精确测量。

基于波纹管天平系统的内流阻力测量方法，即为获得内流管路的进出口动量之差，而管路的入口动量即为待测件在目标试验状态下的理想等熵推力，出口动量即为待测件在目标试验状态下的实测推力，即内流阻力Δx_内为：

Δx_内＝m_测V_∞-[m_测V_e+(p_e-p_∞)A_e]＝F_i-F_g……(1)

其中，m_测为内流道实测流量，V_∞为内流道入口速度，V_e为内流道出口速度，p_e为内流道出口压力，p_∞为出口环境压力，A_e为内流道出口面积，F_i为内流道理想等熵推力，F_g为内流道实测推力。

首先，在地面台架上将所述待测件通过入口前测量段上的总压、总温传感器反馈调节到目标试验状态，并采集记录当前状态下的入口总压P₀及总温T_t；