本发明专利技术适用于风洞试验技术领域，提供了可吸水冰形切割器、冰形测量装置以及冰形测量方法，其中，可吸水冰形切割器包括切割组件、供水组件、集水容器、供气组件、引射器、吸水组件；供水组件的出水口与引射器的进水口连接，供水组件的进水口与集水容器的出水口连接；供气组件的进气口与气源连接，供气组件的热出气口与引射器的进气口连接；引射器的喷气口与切割组件的入口连接，切割组件的出口与集水容器的热回收口连接，切割组件形成容纳腔；吸水组件至少部分位于容纳腔内，吸水组件用于吸收切割组件切割时产生的水；引射器的进水口、进气口、喷气口相互连通。采用本发明专利技术的方法可以在切割的过程中吸水，获取的冰形保真度高。获取的冰形保真度高。获取的冰形保真度高。
【技术实现步骤摘要】
一种可吸水冰形切割器、冰形测量装置以及冰形测量方法
[0001]本专利技术涉及一种风洞试验领域 ，尤其是涉及一种可吸水冰形切割器、冰形测量装置以及冰形测量方法 。
技术介绍
[0002]飞行器穿越大量富含过冷液滴的低温云层时，其迎风表面容易产生结冰的现象，结冰现象对于飞机的飞行安全具有严重威胁，因此，在结冰风洞中开展飞行器模型结冰试验已经称为飞行器防除冰系统设计和验证的重要环节。
[0003]在关于飞行器模型结冰风洞试验中，需要准确获取模型表面积冰的二维截面形状（简称冰形），冰形获取时的精准度和速度直接会影响试验的质量效率。现有技术中，结冰风动冰形的获取方法主要是热刀切割，根据工作原理热刀可分为两类：整体型面式热刀和移动窄条。其中，整体型面热刀由前缘切割与飞行器模型截面相同型线的铜薄片制成，其型面较大，使用时将加热后的热刀水平插入需要获取冰形的飞行器模型前缘积冰中，利用铜薄片的余热使接触部位积冰融化，切割完成后抽出热刀，再插入预制的方格纸进行冰形描绘。移动窄条型热刀其热刀形状为窄条状，热刀后端连接有电加热装置并固定于水平可移动的支架上，使用中通过横向移动加热的热刀，利用热刀的高温使接触部位积冰融化，实现冰形的切割。上述两种热刀在结冰风洞冰形获取中应用广泛，但在对于冰形的精确保真获取方面还存在一些不足，具体如下：整体型面式热刀在使用过程中，热刀加热温度取决于加热方式和刀体材质最大耐温温度，型面越大，热刀冷热变形现象越明显，型面冰形切割保真度越低。切割时热刀温度不受控制且刀口不同位置的温度基本一致，对于积冰厚度不同的区域同一热刀温度切割时，会出现厚度小的积冰区域被过分融化或厚度大的积冰区域切割不彻底现象。型面热刀的前缘型线根据模型型面事先定制，热刀加工完成后，只能获取模型特定位置的冰形，试验中有时需要根据模型结冰情况增加冰形获取点位，此时需要重新加工热刀，影响试验效率。该方式切割冰形时，需要多人协同工作，一人负责热刀，2
‑
3人使用速冻剂对冰刀上表面的积冰进行冷却，防止上表面积冰过度融化破坏冰形，效率较低。热刀转运中容易散热冷却影响切割效果，且存在操作人员烫伤风险。
[0004]移动窄条型热刀避免了上述型面型热刀的温度控制问题，但该热刀切割中需要使用氮气对切割临近区域进行冷却以保持冰形，切割产生的冰融水也靠氮气吹离模型表面。该装置切割种氮气吹除冰融水时，由于氮气温度较低，容易导致水溢流中在冰形表面随机冻结，破坏积冰形状，影响冰形获取的保真度，该装置热刀使用电加热方式加热，在结冰风洞潮湿环境下容易引发触电事故，安全性欠佳。
[0005]除此之外，氮气吹除冰融水时，由于氮气温度较低，容易导致水溢流的过程中在冰形表面随机冻结，影响冰形获取的保真度。
技术实现思路
[0006]本专利技术的目的是提供一种可吸水冰形切割器、冰形测量装置以及冰形测量方法，来解决上述现有技术存在的技术问题。
[0007]本专利技术提供了一种可吸水冰形切割器，包括切割组件、供水组件、集水容器、供气组件、引射器、吸水组件；所述供水组件的出水口与所述引射器的进水口连接，所述供水组件的进水口与集水容器的出水口连接；所述供气组件的进气口与气源连接，所述供气组件的热出气口与所述引射器的进气口连接；所述引射器的喷气口与所述切割组件的入口连接，所述切割组件的出口与集水容器的热回收口连接，所述切割组件形成容纳腔；所述吸水组件至少部分位于容纳腔内，所述吸水组件用于吸收所述切割组件切割时产生的水；所述引射器的进水口、进气口、喷气口相互连通。
[0008]进一步地，所述切割组件的周向设置有进水缝，所述进水缝与所述容纳腔贯通，所述切割组件切割时产生的水通过所述进水缝被所述吸水组件吸收。
[0009]进一步地，所述吸水组件的周向设置有吸水缝，所述吸水缝与所述进水缝贯通。
[0010]进一步地，所述吸水组件包括：真空负压件和吸水件，所述真空负压件为所述吸水件提供吸水动力；所述吸水件位于容纳腔内，所述真空负压件的一端与所述吸水件连接，另一端与所述集水容器的冷回收口连接。
[0011]进一步地，所述吸水件与所述容纳腔的形状一致。
[0012]进一步地，所述吸水件的边缘延伸至所述切割组件的进水缝中。
[0013]进一步地，所述吸水件包括上吸水板和下吸水板，所述上吸水板和所述下吸水板之间形成所述吸水缝。
[0014]进一步地，所述可吸水冰形切割器还包括冷却组件，所述冷却组件位于所述吸水组件的上方和/或下方，所述冷却组件的进气口与所述供气组件的冷出气口连接。
[0015]本专利技术还提供了一种冰形测量装置，包括测量支架、测量板、方格纸和如上述中任意一项所述的冰形切割器，所述方格纸放置于所述测量板上，所述测量板和所述可吸水冰形切割器安装于所述支架上，所述测量板和所述可吸水冰形切割器可沿支架上下移动，且所述测量板位于所述可吸水冰形切割器上方。
[0016]本专利技术还提供了一种采用实施例2所述的冰形测量装置进行冰形测量的方法，包括如下步骤：步骤S10：将所述的冰形测量装置布置于风洞中；步骤S20：调整可吸水冰形切割器相对于测量支架的高度至所需测量冰形位置的目标高度；步骤S30：将可吸水冰形切割器水平移动至飞行器模型一侧目标高度处，可吸水冰形切割器沿飞行器模型进行伸缩运动，直至切出缝隙后，可吸水冰形切割器停止移动，将可吸水冰形切割器移动远离飞行器模型；步骤S40：调整所述测量板的高度与所述可吸水冰形切割器切割时的高度一致；
步骤S50：将测量板水平移动至切割缝隙中，在切割部位积冰与测量板之间的缝隙中插入预先切割好的前缘型面与飞行器模型一致的方格纸；步骤S60：使用笔在方格纸上描绘出切割位置处的冰形。
[0017]本专利技术的有益效果至少包括以下方面：1.现有技术中，当采用加热的切割组件对飞行器模型表面的积冰切割时，会伴随有冰融水出现，冰融水若流淌至积冰表面并随机冻结，会影响获取冰形的保真度，本专利技术实施例提供的可吸水冰形切割器，当切割组件在切割积冰的的过程中产生有冰融水，采用吸水组件将切割产生的冰融水立马吸走，防止冰融水在冰形表面发生二次冻结，保证了获取保真度高的冰形。
[0018]2.本专利技术实施例提供的可吸水冰形切割器，采用高温热气作为热源提供给切割组件对积冰进行切割，采用冷气作为冷却剂从冷却组件中喷出，且用于冰形切割的热气及区域积冰冷却的冷气由涡流管发生，无需增加加热和冷却装置，结构简单。本专利技术在切割过程中，切割温度和冷却温度可以根据积冰的切割情况随时进行调整，使得冰形精确、保真度高。
[0019]3.现有技术中，在切割冰形前，热刀的前缘型线需要根据飞行器模型型面事先进行定制，热刀加工完成后，只能获得飞行器模型特定位置的冰形；而本专利技术的实施例中，可吸水冰形切割器中切割组件的形状不用根据飞行器模型型面事先进行定制，其切割组件通过在测量支架上进行不同方向的自由移动，可以切割获取不同目标位置的冰形，即本专利技术的切割组件可以切割飞行器模型不同部位，不同位置的冰形，适用范围广。
[002本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种可吸水冰形切割器，其特征在于，包括切割组件（10）、供水组件（30）、集水容器（40）、供气组件（50）、引射器（60）、吸水组件（70）；所述供水组件（30）的出水口与所述引射器（60）的进水口连接，所述供水组件（30）的进水口与集水容器（40）的出水口连接；所述供气组件（50）的进气口与气源连接，所述供气组件（50）的热出气口与所述引射器（60）的进气口连接；所述引射器（60）的喷气口与所述切割组件（10）的入口连接，所述切割组件（10）的出口与集水容器（40）的热回收口连接，所述切割组件（10）形成容纳腔；所述吸水组件（70）至少部分位于容纳腔内，所述吸水组件（70）用于吸收所述切割组件（10）切割时产生的水；所述引射器（60）的进水口、进气口、喷气口相互连通。2.如权利要求1所述的可吸水冰形切割器，其特征在于，所述切割组件（10）的周向设置有进水缝（113），所述进水缝（113）与所述容纳腔贯通，所述切割组件（10）切割时产生的水通过所述进水缝（113）被所述吸水组件（70）吸收。3.如权利要求2所述的可吸水冰形切割器，其特征在于，所述吸水组件（70）的周向设置有吸水缝（723），所述吸水缝（723）与所述进水缝（113）贯通。4.如权利要求1
‑
3之一所述的可吸水冰形切割器，其特征在于，所述吸水组件（70）包括：真空负压件（71）和吸水件（72），所述真空负压件（71）为所述吸水件（72）提供吸水动力；所述吸水件（72）位于容纳腔内，所述真空负压件（71）的一端与所述吸水件（72）连接，另一端与所述集水容器（40）的冷回收口连接。5.如权利要求4所述的可吸水冰形切割器，其特征在于，所述吸水件（72）与所述容纳腔的形状一致。6.如权利要求4所述的可吸水...
【专利技术属性】
技术研发人员：张平涛，郭龙，易贤，张轲，孙才国，李自雨，
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：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。