[发明专利]渗流特性等效模拟方法和试验系统

说明书

本发明提供一种渗流特性等效模拟方法和试验系统，通过不同缩比的渗漏源等效试验模型分别研究缝隙、圆形单孔、方形单孔、圆形多孔等复杂形状的实机渗漏源渗流特性，基于进水量曲线掌握了上述渗漏源在模型上的等效设计方法。通过该方法得到的模型渗漏源等效模拟方案更为合理、有效。进一步保证了飞机试验模型在漂浮特性试验过程中，机内进水量、水流分布与实机的强等效性，通过模型试验预报得到的实机进水漂浮姿态和漂浮时间依据性更强、精度更高、可实现性更好。

技术领域

本发明属于固定翼飞机水上迫降试验领域，尤其涉及一种渗流特性等效模拟方法和试验系统。

背景技术

固定翼飞机的应急撤离程序和适航符合性验证要大量参照飞机模型的水上迫降和漂浮特性试验，提高试验模型的设计制作和水上迫降试验精度对于固定翼飞机的设计和性能验证工作极为重要。

漂浮特性是固定翼飞机水上迫降后在水面稳定漂浮和应急撤离的重要性能指标。适航规章指出，必须采用模型试验或理论计算的方法表明飞机的漂浮特性满足要求。特别的，当采用试验方法对飞机的漂浮特性展开研究时，必须综合考虑渗漏源的形态、位置、大小等参数所造成的影响。但实际飞机的渗漏源数量多、尺寸小、分布广且形态复杂，试验模型因受到池壁效应、试验速度等条件的限制，往往选取的缩放比λ较大，使得实机渗漏源参数在模型上的等比例相似模拟无法实现。

针对上述问题，当前机型在开展水上迫降漂浮特性研究时，通常利用渗漏源简单集中缩比对实机渗漏源进行模拟，但水上迫降试验现象和结果表明，该方法仍无法真实表征飞机的进水渗流情况，较大程度影响了实机漂浮特性的预估评价。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是在进行飞机漂浮特性试验前，基于背景机型的线型特点开展必要的渗流特性等效模拟研究，根据所获取不同模型的进水量时历曲线，研究对应线型的渗漏源等效模拟方法和通用方程，通过优化渗漏源设计方案，进一步提升漂浮特性模型试验的有效性。

为实现上述目的，本发明实施例提供一种渗流特性等效模拟方法和试验系统。本发明实施例第一方面提供一种渗流特性等效模拟方法，所述方法采用渗流特性试验系统，所述渗流特性试验系统包括第一模型和第二模型，所述第一模型为包含有渗漏源的1:1模型，所述第二模型与所述第一模型的比例关系为1：λ；所述第二模型的渗流源等效底板上设置有所述第一模型上的渗流源的等效渗流源，所述第一模型和所述第二模型之间的外形尺寸、结构布局、结构件体积、模型重量、重心关系满足傅汝德相似准则；所述方法包括：

步骤1、采用所述第一模型开展进水漂浮试验，获取第一曲线，所述第一曲线为所述第一模型的进水量随时间的变化曲线；

步骤2、采用所述第二模型开展进水漂浮试验，获取第二曲线，所述第二曲线为所述第二模型的进水量随时间的变化曲线；

步骤3、在所述第二曲线与所述第一曲线不一致时，更改所述第二模型的渗流源等效底板上的等效渗流源的大小或者位置，重复执行上述步骤2；

步骤4、根据每次执行步骤2时所述第二模型的渗流源等效底板上的等效渗流源的大小和位置，以及获取的第二曲线，获取渗流特性；所述渗流特性用于指示不同渗流源的进水量随时间的变化曲线。

可选的，所述方法还包括：

在所述第二曲线与所述第一曲线一致时，执行步骤4。

可选的，采用模型进行进水试验，包括：

步骤10、利用透明胶布粘接模型的渗漏源，将所述模型置于试验水域中，将所述模型的初始姿态角调整为预设姿态角；

步骤20、移除所述透明胶布，液位传感器监测所述模型中液位随时间的变化情况，并将监测数据传递给数据采集系统；

步骤30、数据采集系统将采集到的各液位传感器的液位变化参数传递给数据处理系统，所述数据处理系统获取所述模型进水量随时间的变化曲线；