一种进气模拟系统、进气模拟方法和空模型压损模拟方法技术方案

本发明专利技术适用于风洞试验技术领域，提供了一种进气模拟系统、进气模拟方法和空模型压损模拟方法，包括：试验模型、大流量抽气机构、小流量抽气机构和出气机构，其特征在于：所述小流量抽气机构的进气端、所述大流量抽气机构进气端和所述试验模型的出气端相互连通；大流量抽气机构包括大离心风机，所述大离心风机位于所述大流量抽气机构上靠近于出气端一侧，所述小离心风机位于所述小流量抽气机构上靠近于出气端一侧，所述出气机构的进气端与所述大流量抽气机构和小流量抽气机构的出气端相互连通。本发明专利技术的目的是提供一种适合不同种类发动机模型的进气模拟系统，能够满足多种进气模拟需求，具有流量范围广、流量稳定等特点。流量稳定等特点。流量稳定等特点。

【技术实现步骤摘要】
一种进气模拟系统、进气模拟方法和空模型压损模拟方法


[0001]本专利技术属于风洞试验
，尤其是涉及一种进气模拟系统、进气模拟方法和空模型压损模拟方法。

技术介绍

[0002]飞行器结冰是飞行安全事故中较为瞩目的危险源，飞行器表面的结冰破坏了飞行器的气动外形，导致空气动力学特性下降，并且飞行器不同部件的相对结冰量对飞行有着不同的影响，即使存在少量结冰，但若该少量结冰发生于关键位置，危害程度与其他位置大面积覆冰的情形无异，因此，研究飞行器不同部件的结冰问题成为目前亟待解决的重要问题。其中，飞行器发动机运转时，吸入大量空气充分燃烧，为飞行器的飞行提供动力，但当其处于结冰气象条件中，发动机表面会快速的发生结冰。目前，在飞行器发动机结冰问题研究和验证防护措施时，最为有效手段是结冰风洞试验。通过结冰风洞试验能够制造易结冰环境，模拟飞行器真实的飞行状态，同时还可模拟发动机的进气条件。
[0003]其中，发动机的进气模拟主要采用管道连通发动机模型与抽气设备，通过控制抽气设备的吸气在发动机内部制造一个可控的变流量环境。但实际应用中，不同种类飞行器的发动机模型内部结构差异较大，导致进气模拟整个管路入口端存在较大的压损范围。通常为避免管道变径产生压损，流量计的尺寸设计取决于大口径管道，若选择大压升型抽气设备覆盖不同模型的压损范围，则意味着管道口径大，这样在小压损、小流量进气工况时，抽气设备的吸气量偏小，流量稳定的控制难度较大、且小流量测量不准确；若选择小压升型抽气设备，则因其吸气能力不足，难以满足大压损、小流量进气条件。<br/>[0004]综上所述，现有技术存在如下技术问题：1.现有技术中不同种类飞行器的发动机模型内部结构差异较大，导致进气模拟整个管路入口端的压力变化较大，存在较大的压损范围；2.若进气模拟中采用大口径管道，则其在小压损、小流量进气条件下存在吸气量小、流量稳定性差和流量测量不准确的问题；若进气模拟中采用小口径管道，则吸气能力严重不足，难以满足大压损、小流量的进气条件。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种适合不同种类发动机模型的进气模拟系统，具有流量范围广、流量稳定等特点。
[0006]本专利技术提供了一种进气模拟系统，包括：试验模型、大流量抽气机构、小流量抽气机构和出气机构，其特征在于：所述小流量抽气机构的进气端、所述大流量抽气机构进气端和所述试验模型的出气端相互连通；大流量抽气机构包括大离心风机，所述大离心风机位于所述大流量抽气机构上靠
近于出气端一侧，所述小流量抽气机构包括小离心风机，所述小离心风机位于所述小流量抽气机构上靠近于出气端一侧，所述大离心风机的流量大于所述小离心风机的流量；所述出气机构的进气端与所述大流量抽气机构和小流量抽气机构的出气端相互连通，所述出气机构包括第一出气机构和第二出气机构；所述第一出气机构和所述第二出气机构的进气端相互连通形成所述出气机构的进气端，所述第一出气机构和所述第二出气机构的出气端分别与外界大气相连通，所述第一出气机构包括第三开关阀，所述第二出气机构从进气端到出气端依次设置第四开关阀和真空抽气泵。
[0007]进一步的，所述大流量抽气机构的进气端到出气端由第一管道连通，小流量抽气机构的进气端到出气端由第二管道连通，所述第一管道的内径大于所述第二管道的内径。
[0008]进一步的，所述大流量抽气机构还包括第一开关阀、第二压力传感器和大流量计，所述第一开关阀、所述第二压力传感器和所述大流量计沿所述大流量抽气机构的进气端到出气端依次设置。
[0009]进一步的，所述小流量抽气机构包括第二开关阀、第三压力传感器和小流量计，所述第二开关阀、所述第三压力传感器和所述小流量计沿所述大流量抽气机构的进气端到出气端依次设置，所述小流量计的流量小于所述大流量计的流量。
[0010]进一步的，所述第二出气机构还包括第四压力传感器。
[0011]进一步的，所述试验模型的出气端位于模型端口上，所述试验模型位于风洞中，所述风洞内设置有第一压力传感器。
[0012]进一步的，所述真空抽气泵为真空水环泵、活塞式真空泵、旋片式真空泵中的任意一种。
[0013]本专利技术进一步提供了一种进气模拟系统的进气模拟方法，其特征在于，包括如下步骤：获取试验需求，所述试验需求包括压损需求和流量需求，所述压损需求包括大压损或小压损，所述流量需求包括大流量或小流量；当压损需求为大压损时，则关闭所述第三开关阀，开启所述第四开关阀和所述真空抽气泵；当压损需求为小压损时，则开启所述第三开关阀，关闭所述第四开关阀；当流量需求为小流量时，则开启所述大流量抽气机构，关闭所述小流量抽气机构；当流量需求为小流量时，则开启所述小流量抽气机构，关闭所述大流量抽气机构。
[0014]本专利技术还提供了一种进气模拟系统的空模型压损模拟方法，包括如下步骤：当进行大流量空模型压损模拟时，开启所述大流量抽气机构和所述第四开关阀，通过调整大流量抽气机构的开度，获得不同开度时的第一压力传感器的压力值P1和第二压力传感器的压力值P2，计算大流量压损值P
s2
为：P
s2
=P1‑
P3；当进行小流量空模型压损模拟时，开启所述小流量抽气机构和所述第四开关阀，通过调整小流量抽气机构的开度，获得不同开度时的第一压力传感器的压力值P1和第三压力传感器的压力值P3，计算小流量压损值P
s1
为：P
s1
=P1‑
P3。
[0015]综上所述，本专利技术至少具有如下技术效果：1.本专利技术通过离心风机和真空抽气泵的结合，通过对比真空抽气泵的压力与试验模型的压力，并将其压力差反馈至离心风机，及时调整离心风机的流量，从而实现了真空抽
气泵压力对离心风机压力的反馈，提高了进气流量的压力稳定性；2.本专利技术通过设置第一管道的内径大于第二管道的内径，限制了小流量的进气，保证了小流量进气时的流量稳定性；3.本专利技术通过在小流量抽气机构内设置第二开关阀、第三压力传感器、小流量计和小离心风机，通过小内径的第二管道与小流量计和小离心风机配合设置，进一步提高了小流量抽气机构的可控制性和测量准确性；4.本专利技术通过三通管道将小流量进气机构与大流量进气机构连通，实现压损大小和流量大小的随机匹配，能够任意实现小压损、小流量；小压损、大流量；大压损、小流量；大压损、大流量4种进气模拟的功能；5.本专利技术通过将第一压力传感器、第二压力传感器、第四压力传感器、第三压力传感器分别设置于大流量抽气机构、小流量抽气机构、真空抽气泵和风洞处，分别实现了大流量抽气机构、小流量抽气机构、真空抽气泵和风洞处压力的测量，通过各处压力的反馈，进一步调整大流量抽气机构、小流量抽气机构和真空抽气泵的抽气量，进一步实现系统在运行中进气量的稳定；6.本专利技术通过大流量抽气机构、小流量抽气机构与第一压力传感器、第二压力传感器和第三压力传感器的相互设置，实现了进气模拟系统在大流量和小流量情况下的空模型压损模拟，有利于前期试验准备，以及对进气模拟系统的前期评估，以保证能够满足正式试验本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种进气模拟系统，包括：试验模型（100）、大流量抽气机构（210）、小流量抽气机构（220）和出气机构，其特征在于：所述小流量抽气机构（220）的进气端、所述大流量抽气机构（210）进气端和所述试验模型（100）的出气端相互连通；大流量抽气机构（210）包括大离心风机（215），所述大离心风机（215）位于所述大流量抽气机构（210）上靠近于出气端一侧，所述小流量抽气机构（220）包括小离心风机（225），所述小离心风机（225）位于所述小流量抽气机构（220）上靠近于出气端一侧，所述大离心风机（215）的流量大于所述小离心风机（225）的流量；所述出气机构的进气端与所述大流量抽气机构（210）和小流量抽气机构（220）的出气端相互连通，所述出气机构包括第一出气机构和第二出气机构（320）；所述第一出气机构和所述第二出气机构（320）的进气端相互连通形成所述出气机构的进气端，所述第一出气机构和所述第二出气机构（320）的出气端分别与外界大气（400）相连通，所述第一出气机构包括第三开关阀（311），所述第二出气机构（320）从进气端到出气端依次设置第四开关阀（321）和真空抽气泵（323）。2.如权利要求1所述的一种进气模拟系统，其特征在于：所述大流量抽气机构（210）的进气端到出气端由第一管道（211）连通，小流量抽气机构（220）的进气端到出气端由第二管道（221）连通，所述第一管道（211）的内径大于所述第二管道（221）的内径。3.如权利要求1所述的一种进气模拟系统，其特征在于：所述大流量抽气机构（210）还包括第一开关阀（212）、第二压力传感器（213）和大流量计（214），所述第一开关阀（212）、所述第二压力传感器（213）和所述大流量计（214）沿所述大流量抽气机构（210）的进气端到出气端依次设置。4.如权利要求3所述的一种进气模拟系统，其特征在于：所述小流量抽气机构（220）包括第二开关阀（222）、第三压力传感器（223）和小流量计（224），所述第二开关阀（222）、所述第三压力传感器（223）和所述小流量计（224）沿所述大流量抽气机构（210）的进气端到出气端依次设置，所述小流量计（224）的流量小于所述大流量计（214）...

【专利技术属性】
技术研发人员：冉林，熊建军，王梓旭，易贤，赵照，
申请(专利权)人：中国空气动力研究与发展中心低速空气动力研究所，
类型：发明
国别省市：