[发明专利]一种运输机半模吹气增升风洞试验方法及试验装置

权利要求书

1.一种运输机半模吹气增升风洞试验方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤a：开展高压空气通过空气桥后对天平载荷影响的校准，包含压力影响校准、温度影响校准和流动影响校准；

步骤b：安装试验装置和试验模型，将试验模型姿态角调至零点；

步骤c：标定动量系数，记录流量和每一通道流量控制单元针阀的位置；

步骤d：试验模型姿态角调至零点，采集初读数；

步骤e：调节风速至试验风速，同时调节吹气动量系数至试验状态；

步骤f：调整试验模型姿态角，速压稳定后，记录天平信号、姿态角信号、压力传感器信号和温度传感器信号；

步骤g：根据襟翼吹气数据处理方法，处理天平数据；

步骤h：分析天平数据，数据正常则结束试验，数据异常则检查试验装置和模型后回到步骤c重新进行试验；

步骤c中，流量通过流量控制单元中的文丘利流量计测得，动量系数由公式获得，其中，由文丘利流量计测得质量流量，为吹气缝出口速度，q为试验速压，为吹气翼面的参考面积；吹气缝出口速度由公式获得，其中为压力传感器测得的压力腔中的压力，为大气压力，为气体常数，为气体总温，为空气的比热容数值；

步骤h中，数据处理依次包含以下步骤：

读数的扣除：对应模型的姿态角，将吹风的原始数据减去无风的原始数据；

天平公式计算：将扣除初读数的数据，根据天平公式计算试验模型的气动载荷；

力矩中心的转换：第一步：坐标平移，指将天平轴系原点平移至模型体轴坐标原点处；第二步：坐标旋转即转体轴，指将平移后的天平轴系以模型体轴坐标原点为中心旋转成为模型体轴，力矩参考点与天平力矩中心不重合时，需要将由天平测得的相对于天平中心的力矩转换到相对于试验所要求的力矩参考点的力矩；

升力效应修正：包括气流下洗修正和流线弯曲修正；风洞试验与在自由大气中飞行相比，由于洞壁的存在使得绕模型的流动状态发生了变化，因而模型所受得气动力有所不同，结果是在给定的攻角下，升力偏大，阻力偏小，纵向静稳定度偏大，对此的修正即为升力效应修正；

气动系数的转换：把试验测得的气动载荷化为无量纲的气动系数，然后将数据转化为风轴系；

轴系转换：根据对试验数据使用的不同需要，将数据转换为不同的坐标轴系；

结果输出：将得到的数据输出并绘制曲线；

天平公式经过空气桥影响修正：通过调节高压供气流量，改变空气桥压力，在各个压力、状态下测量天平读数，绘制出天平读数变化与空气桥压力的关系曲线，根据曲线拟合出空气桥影响修正公式；

力矩中心的转换：第一步：坐标平移，指将天平轴系原点平移至模型体轴坐标原点处，采用如下公式：

式中参数、、为模型体轴坐标原点在天平轴系中的坐标值，也就是说其正负由所对应天平轴系确定；

第二步：坐标旋转，指将平移后的天平轴系以模型体轴坐标原点为中心旋转成为模型体轴，采用如下公式：

式中参数、、为各天平的三个初始安装角；

气动系数的转换：把试验测得的气动载荷化为无量纲的气动系数，然后将数据转化为风轴系；

（1）化系数，采用如下公式

其中，表示参考面积，表示纵向参考长度，表示横向参考长度，表示速压；

（2）体轴转风轴，将体轴系下数据转为风轴系下数据，采用如下公式：

；

轴系转换的主要转换关系如下：

a.由气流坐标轴系转换到机体坐标轴系：

b. 由机体坐标轴系转换到气流坐标轴系：

c.由气流坐标轴系转换到半机体坐标轴系：

。

2.如权利要求1所述的运输机半模吹气增升风洞试验方法，其特征在于：步骤a中，所述压力影响校准为：将出气口封死，对空气桥加压，记录压力与天平输出的关系；所述温度影响校准为：使用标准喷管，通气加热空气桥后，在空气桥自然冷却过程中，记录空气桥温度与天平输出关系；所述流动影响校准为：使用标准喷管正反向喷流获得。