[发明专利]一种音爆测量风洞试验数据处理方法

说明书

本发明公开了一种音爆测量风洞试验数据处理方法，属于航空航天风洞试验领域，目的在于解决现有音爆测量风洞试验数据处理方法在消除背景压力干扰方面不完全的问题。该处理方法包括如下步骤：A．根据探针的构型与开孔位置，通过理论计算或数值仿真获得探针的压力恢复系数；B．将测量探针沿风洞轴向移测，开展流场校测，获得沿程的测量探针压力测值；C．开展模型音爆测量风洞试验，获得沿程各点的测量探针压力测值等。本申请引入了压力恢复系数和相同风洞洞体条件下的背景压力校测数据参与音爆测量风洞试验数据处理，一方面能够将过压值计算的参考压力归一化为风洞来流静压，另一方面能够点对点精确消除音爆测量风洞试验数据中的背景压力波动。

技术领域

本发明涉及航空航天风洞试验领域，具体为一种音爆测量风洞试验数据处理方法。

背景技术

当飞行器的运行速度达到超声速时，飞行器外形产生的一系列波系在向远处传播过程中相互干扰影响，最终汇集成的一道包罗飞行器头部的前激波和一道尾随飞行器尾部的后激波。当这种波系传播到地面，被人感知到的表现为两声雷鸣般的巨响，称为音爆。

作为一项独立的试验技术，音爆测量试验是指通过试验的方式获取飞行器产生的音爆特征。一种典型的音爆测量风洞试验的基本思路是：保持飞行器模型姿态及其质心与测量探针轴线垂直距离不变，在试验过程中，控制测量探针沿风洞来流方向从上游远离模型音爆影响区的位置穿过模型影响区，直至下游远离模型音爆影响区的位置，从而获得在飞行航迹线下受到模型产生波系干扰时的压力相较于无干扰数据的变化特征。期间，在风洞流场均匀性较好，且不在模型音爆影响区内的某一固定位置，设置参考探针并测量该位置静压，作为参考静压。

音爆特征信号一般采用“过压值”参数ΔP/P表征，其定义如下：

ΔP/P＝(Pp-Ps)/Ps；

其中，Pp是指某一测量位置x受到音爆影响时的静压值；

Ps是指在某一测量位置x未受到音爆影响时的静压值，即参考静压。

需要说明的是，以上给出的是理论计算公式，而在试验时，无法同时获得某一测量位置x受到和不受到音爆影响时的静压值。因此，在风洞试验时，往往选择在风洞流场均匀性较好，且不在模型音爆影响区内的某一位置，通过装置测量该位置静压Pw，并通过一定的数据处理，间接得到在某一测量位置x未受到音爆影响时的静压值。

图1给出了在某一测量位置x，模型、测量探针以及参考探针测量位置的示意图。Pw定义为参考探针压力测值，Pp定义为当测量探针处于模型音爆影响区内时的压力测值，Ps定义为当测量探针处于模型音爆影响区之外时的压力测值。

目前，传统数据处理方法如下。

理想条件下，固定马赫数以及来流静压条件下，位于模型音爆影响区内的某一测量位置x的过压值通过公式(1)得到：

其中，(ΔP/P)_TRUE是指位于模型音爆影响区内的某一测量位置x的过压值；

Pp是指某一测量位置x受到音爆影响时的静压值；

Ps是指在同一测量位置x未受到音爆影响时的静压值，即参考静压。

由于无法同时测量某一测量位置受到和不受到模型音爆影响时的静压，因此，实际得到的某一测量位置x的过压值通过公式(2)得到：

其中，(ΔP/P)_MEASURED是指位于模型音爆影响区内的某一测量位置x的实测过压值；

Pp是指某一测量位置x受到音爆影响时的静压值；

Pw是指在风洞流场均匀性较好，且不在模型音爆影响区内的某一固定位置的静压值。