[发明专利]一种柔壁喷管执行机构伸长量修正方法

说明书

本发明涉及一种柔壁喷管执行机构伸长量修正方法，属于宽温域多支点柔壁喷管试验特种装备技术领域。解决的是宽温域环境下对执行机构伸长量的修正问题。根据柔壁喷管理论型面曲线，设计常温下柔壁初始安装型面和柔壁铰链点的位置，以及执行机构的伸长量；计算温度载荷作用初始安装型面柔壁铰链点与柔壁支撑点之间的柔壁长度和柔壁铰链点的理论位置；计算柔壁铰链点的理论位置；计算温度载荷作用下悬挂点的位置、执行机构的变形长度、执行机构的伸长量；执行机构伸长量修正；计算温度和压力载荷作用下综合变形后的柔壁喷管型面；完成柔壁喷管型面修正方法验证计算。在宽温域环境下，柔壁喷管满足风洞试验对马赫数均匀性和精准度的要求。

技术领域

本发明涉及一种柔壁喷管执行机构伸长量修正方法，属于宽温域多支点柔壁喷管试验特种装备技术领域。

背景技术

在风洞中，喷管是保证试验区域获得设计马赫数的均匀气流的重要部件。随着现代空气动力学的高速发展和广泛应用，连续变马赫数喷管具有越来越重要的应用前景。柔壁喷管是目前变马赫数喷管的主流形式，具有较宽的马赫数调节范围，并可得到较好的流场品质。

在风洞试验领域，为了提高试验效率，用于飞行器试验测试的风洞越来越多的采用了柔壁喷管。近年来，随着用于航空发动机测试的自由射流风洞建设需求的增加，柔壁喷管的使用环境也从常温跨越到低温-常温-高温的宽温域范围，常温下标定完成的马赫数型面在宽温域环境下发生变形。大多数的飞行器试验测试的风洞几乎都应用在常温环境下，不需要进行型面温度修正即可投入使用，但是，在宽温域环境下，未经修正的柔壁喷管将严重影响风洞试验对马赫数均匀性和精准度的要求，因此，有必要对喷管型面进行温度修正。喷管型面修正技术中，最主要的是执行机构伸长量的温度修正技术。

因此，亟需提出一种柔壁喷管执行机构伸长量修正方法，以解决上述技术问题。

发明内容

本发明研发解决的是宽温域环境下对执行机构伸长量的修正问题。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。

本发明的技术方案：

一种柔壁喷管执行机构伸长量修正方法，包括以下步骤：

步骤一：根据柔壁喷管理论型面曲线，设计常温下柔壁初始安装型面和柔壁铰链点的位置，以及常温下执行机构的伸长量；

步骤二：计算温度载荷作用下初始安装型面柔壁铰链点与柔壁支撑点之间的柔壁长度和柔壁铰链点的理论位置A0’；

步骤三：根据温度载荷作用下初始安装型面柔壁铰链点与柔壁支撑点之间的柔壁长度、柔壁铰链点的理论位置A0’以及各马赫数理论型面曲线，计算温度载荷作用下马赫数型面柔壁铰链点的理论位置A1’；

步骤四：计算温度载荷作用下悬挂点的位置B0’；

步骤五：计算温度载荷作用下悬挂点与柔壁铰链点之间执行机构的变形长度H1’；

步骤六：计算温度载荷作用下执行机构的伸长量△H’；

步骤七：执行机构伸长量修正；

步骤八：计算温度和压力载荷作用下综合变形后的柔壁喷管型面。

步骤九：计算综合变形后的柔壁喷管流场分布，完成柔壁喷管型面修正方法验证计算。

优选的：步骤一中，根据柔壁喷管各马赫数的理论型面曲线，设计常温下柔壁的初始安装型面、柔壁铰链点的初始位置A0、悬挂点的位置B0，计算常温下柔壁铰链点变形后的位置A1，使得柔壁变形后的马赫数型面与理论型面相吻合，并且计算常温下悬挂点的位置B0与柔壁铰链点变形后的位置A1之间的执行机构长度H1，根据执行机构的变形后长度H1以及执行机构初始安装长度H0，确定常温下执行机构的伸长量△H=H1-H0。