【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及风洞测压、测热试验，具体为一种自由来流风洞测压、测热系统及试验方法。
技术介绍
1、当飞行器在大气层内以高超声速飞行时，与周围空气相互作用形成激波，周围空气受激波的强烈压缩后，与飞行器产生剧烈摩擦，导致飞行器表面形成高温边界层，部分热能通过边界层传递到飞行器表面，使飞行器的表面结构和材料承受巨大的气动加热载荷，这就是“气动热”现象，气动热问题会对飞行器结构造成极大的破坏；飞行器高速飞行时，其表面空气流动会发生剧烈变化，特别是在高马赫数、高雷诺数飞行状态下，更是一个复杂问题。所以研究飞行器表面流场压力分布以及热流分布对飞行器结构设计具有重大意义。
2、在现有技术中，飞行器表面压力分布和热流分布的研究方法同绝大多数物理问题相同，理论和数值分析，缩比模型的风洞试验，飞行器结构的地面热试验以及飞行试验。风洞试验是通过模型几何相似、热力学参数相似来模拟飞行器真实飞行过程状态的一种技术手段。测压、测热风洞试验的进行，可以更直观的观察和研究模型表面压力分布和热流分布，进一步研究模型设计问题。但采集的压力数据属于稳态数据，采集热流数据需满足一维半无限体热传导理论，属于瞬态数据，两种数据同时采集难度大，并且在高马赫数、高雷诺数来流条件下，危险性高。
3、因此，亟待提出一种自由来流风洞测压、测热系统及试验方法，以解决现有技术中采集压力数据和热流数据难度大的问题。
技术实现思路
1、鉴于上述事实，本专利技术为了解决现有技术中采集压力数据和热流数据难度大的问题，进而设
2、为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、方案一：一种自由来流风洞测压、测热系统，包括试验模型、支杆、中部支架、弯刀机构、舱盖、本地控制柜、液压缸、热流数据采集系统、压力数据采集系统、风洞数据采集系统；
4、所述弯刀机构设置在风洞内，弯刀机构的底部安装有中部支架，中部支架通过支杆与试验模型连接；
5、所述弯刀机构的上方设置有舱盖，舱盖上固定安装有本地控制柜和液压缸，液压缸带动弯刀机构上下运动；
6、所述试验模型上表面设置有测压传感器，测压传感器通过扫描阀与压力数据采集系统连接；
7、所述试验模型下表面设置有热流传感器，热流传感器通过数据转接盒连接热流数据采集系统；
8、所述风洞数据采集系统与本地控制柜连接，风洞数据采集系统与热流数据采集系统、压力数据采集系统无线连接。
9、进一步地：所述扫描阀的型号为psi64hd。
10、进一步地：所述风洞上设置有光学观察窗，光学观察窗位于弯刀机构后侧。
11、进一步地：所述试验模型的行程为650mm，试验前试验模型位于喷管上方，试验时液压缸带动弯刀机构下降，进而带动试验模型下行至正对喷管出口位置。
12、方案二：一种自由来流风洞测压、测热试验方法，操作流程为：
13、步骤一、试验系统全部就位后，风洞开始起风；
14、步骤二、流场稳定后，热流数据采集系统开始采集热流数据；
15、步骤三、弯刀机构带动试验模型在0.2s内下降到试验位置；
16、步骤四、热流数据采集系统接收热流传感器信号，获得试验模型表面上热流的实时数据，试验模型完全处于均匀流场区后，热流数据采集系统采集热流数据共3s；
17、步骤五、所述试验模型稳定5s后，压力数据采集系统接收试验模型表面压力信号并获得表面压力数据；
18、步骤六、表面压力数据采集完毕，液压缸控制弯刀机构使试验模型回到初始位置；
19、步骤七、风洞停风，试验结束，保存试验数据。
20、本专利技术的有益效果在于：
21、1.本专利技术在进行自由来流风洞测压、测热试验时，可以保证模型在风洞起风稳定后0.2s到达相应位置，采集热流数据，并在流场内稳定8s后采集模型表面压力分布；数据采集完成后，可以0.2s将模型收回，保证模型不受到冲击载荷破坏。
22、2.本专利技术通过模型表面测压传感器采集压力数据、模型表面热流传感器采集热流数据，能够在同一车次下完成模型表面压力数据和热流数据的采集，保证两种数据时间一致性。
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1.一种自由来流风洞测压、测热系统，其特征在于，包括试验模型（1）、支杆（2）、中部支架（3）、弯刀机构（4）、舱盖（5）、本地控制柜（6）、液压缸（7）、热流数据采集系统（9）、压力数据采集系统（10）、风洞数据采集系统（11）；
2.根据权利要求1所述的一种自由来流风洞测压、测热系统，其特征在于：所述扫描阀的型号为PSI64HD。
3.根据权利要求1所述的一种自由来流风洞测压、测热系统，其特征在于：所述风洞上设置有光学观察窗（8），光学观察窗（8）位于弯刀机构（4）后侧。
4.根据权利要求1所述的一种自由来流风洞测压、测热系统，其特征在于：所述试验模型（1）的行程为650mm，试验前试验模型（1）位于喷管上方，试验时液压缸（7）带动弯刀机构（4）下降，进而带动试验模型（1）下行至正对喷管出口（17）位置。
5.一种自由来流风洞测压、测热试验方法，其特征在于，操作流程为：
【技术特征摘要】
1.一种自由来流风洞测压、测热系统，其特征在于，包括试验模型（1）、支杆（2）、中部支架（3）、弯刀机构（4）、舱盖（5）、本地控制柜（6）、液压缸（7）、热流数据采集系统（9）、压力数据采集系统（10）、风洞数据采集系统（11）；
2.根据权利要求1所述的一种自由来流风洞测压、测热系统，其特征在于：所述扫描阀的型号为psi64hd。
3.根据权利要求1所述的一种自由来流风洞测压、测热系统...
【专利技术属性】
技术研发人员：高天森，刘万励，蒋崇文，辛亚楠，高亮杰，王争取，李甜甜，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司沈阳空气动力研究所，
类型：发明
国别省市：
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