用于模拟飞机尾迹云生成和演化的实验装置及实验方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于模拟飞机尾迹云生成和演化的实验装置及实验方法，用于模拟飞机尾迹云生成和演化的实验装置包括供气系统、高空模拟系统、尾迹云生成与演化系统和抽气系统，高空模拟系统包括设有航空发动机的试验舱，第一供气系统朝向航空发动机输送低温气体，尾迹云生成与演化系统包括环境舱、喷嘴和稀释组件，稀释组件接收、稀释航空发动机的排气并将稀释后的排气输送至喷嘴，喷嘴将排气喷射至环境舱内，第二供气系统朝向环境舱输送低温高湿气体，抽气系统抽取试验舱、航空发动机和环境舱内的气体。本发明专利技术实施例的用于模拟飞机尾迹云生成和演化的实验装置，可实现模拟尾迹云的生成和演化，以便于后续支撑航空排放对全球气候影响的研究。全球气候影响的研究。全球气候影响的研究。

【技术实现步骤摘要】
用于模拟飞机尾迹云生成和演化的实验装置及实验方法


[0001]本专利技术涉及航空发动机实验
，尤其是涉及一种用于模拟飞机尾迹云生成和演化的实验装置及实验方法。

技术介绍

[0002]尾迹云是由飞机在对流层上部巡航产生的线状冰云，是唯一的人造冰云，由于尾迹云引起的全球云量变化造成了来自太阳的入射辐射和来自地球表面和大气的上升流辐射之间的不平衡，导致气候的辐射强迫，进而导致低层大气温度结构变化的趋势。
[0003]目前，对尾迹云的研究主要有CFD(Computational Fluid Dynamics，计算流体力学)、气候模型模拟和卫星云图识别，但由于缺乏完善的尾迹云生成和演化的实验装置及方法，致使对于尾迹云的理化性质、尾迹云的形成以及尾迹云向卷云转化的认识尚不清晰，且其科学不确定性限制了对航空整体气候影响的预测，并妨碍了制定缓解措施。
[0004]因此，需要开发一种模拟尾迹云生成和演化的实验装置，以支撑航空排放对全球气候影响的研究。

技术实现思路

[0005]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种用于模拟飞机尾迹云生成和演化的实验装置，所述用于模拟飞机尾迹云生成和演化的实验装置可有效模拟尾迹云的生成以及演化，解决了现有技术中缺乏完善的尾迹云生成和演化的实验装置，导致对尾迹云的认识不清晰，无法有效制定缓解措施的技术问题。
[0006]本专利技术还旨在提出一种上述用于模拟飞机尾迹云生成和演化的实验装置的实验方法。
[0007]根据本专利技术实施例的用于模拟飞机尾迹云生成和演化的实验装置，包括：第一供气系统和高空模拟系统，所述高空模拟系统包括试验舱，所述试验舱内设有航空发动机，所述第一供气系统用于朝向所述航空发动机输送低温气体；尾迹云生成与演化系统，所述尾迹云生成与演化系统包括环境舱、喷嘴和稀释组件，所述稀释组件用于接收、稀释所述航空发动机的排气，并将稀释后的所述排气输送至所述喷嘴，所述喷嘴可将所述排气喷射至所述环境舱内；第二供气系统，所述第二供气系统用于朝向所述环境舱输送低温高湿气体；抽气系统，所述抽气系统分别与所述试验舱、所述航空发动机和所述环境舱连通，用于抽取所述试验舱、所述航空发动机和所述环境舱内的气体。
[0008]根据本专利技术实施例的用于模拟飞机尾迹云生成和演化的实验装置，通过设置朝向环境舱输送低温高湿气体的第二供气系统以及设置可抽取环境舱内气体的抽气系统，以实现在环境舱内形成低湿低压高湿环境，进而实现在环境舱内模拟高空环境，同时，本申请还设置接收、稀释航空发动机排气的稀释组件以及设置可朝向环境舱内喷射气体的喷嘴，这样当航空发动机的排气进入稀释组件后，即可利用稀释组件对排气进行稀释，并利用喷嘴将稀释后的排气喷射至环境舱内，以实现持续性模拟尾迹云的生成及演化过程，便于对尾
迹云进行研究，从而便于后续制定对尾迹云的缓解措施，并为航空排放对全球气候影响的研究提供支撑。
[0009]根据本专利技术一些实施例的用于模拟飞机尾迹云生成和演化的实验装置，所述稀释组件包括：稀释器，所述稀释器与所述航空发动机连通，用于接收、稀释所述航空发动机的排气；供气元件，所述供气元件与所述稀释器连通，用于朝向所述稀释器输送稀释气体。
[0010]可选地，所述稀释器包括稀释腔、设于所述稀释腔轴向两端的第一进气口和出气口，所述第一进气口、所述出气口均与所述稀释腔连通，所述航空发动机的排气通过所述第一进气口进入所述稀释腔内，所述出气口用于将所述稀释腔内的气体排出。
[0011]可选地，所述稀释器还包括设在所述稀释器周向上的第二进气口，所述第二进气口与所述稀释腔连通，所述供气元件通过所述第二进气口朝向所述稀释腔输送稀释气体。
[0012]可选地，所述第二进气口包括多个，多个所述第二进气口沿所述稀释器的径向间隔设置，且所述第二进气口沿所述稀释器的径向从外至内朝靠近所述出气口的方向倾斜延伸。
[0013]根据本专利技术一些实施例的用于模拟飞机尾迹云生成和演化的实验装置，所述第二供气系统包括第一制冷机以及并联设置的第一供气路和第二供气路，所述第一供气路用于朝向所述第一制冷机输送低湿气体，所述第二供气路用于朝向所述第一制冷机输送高湿气体；所述第一制冷机将接收到的气体混合并降低所述气体温度，所述第一制冷机用于将低温气体输送至所述环境舱。
[0014]根据本专利技术一些实施例的用于模拟飞机尾迹云生成和演化的实验装置，所述第一供气系统包括混合器和同时连通所述混合器的第三供气路、第四供气路和第五供气路；其中，所述第三供气路用于朝向所述混合器输送常温气体，所述第四供气路用于朝向所述混合器输送高温气体，所述第五供气路用于朝向所述混合器输送低温气体，所述混合器将气体混合并将所述气体输送至所述航空发动机。
[0015]根据本专利技术一些实施例的用于模拟飞机尾迹云生成和演化的实验装置，所述高空模拟系统还包括推力测试器和进气阀，所述推力测试器设于所述试验舱内用于测量所述航空发动机的推力，所述进气阀与所述试验舱连通用于朝向所述试验舱进气。
[0016]根据本专利技术一些实施例的用于模拟飞机尾迹云生成和演化的实验装置，所述抽气系统包括：真空泵组件，所述真空泵组件分别与所述试验舱、所述航空发动机和所述环境舱连通，并包括并联设置的第一真空泵和第二真空泵；换热器，所述换热器设在所述真空泵组件与所述环境舱之间，以提高进入所述真空泵组件内的气体的温度；冷却器，所述冷却器设在所述真空泵组件与所述航空发动机之间，以降低进入所述真空泵组件内的气体的温度。
[0017]根据本专利技术实施例的用于模拟飞机尾迹云生成和演化的实验装置的实验方法，包括以下步骤：将所述航空发动机设于所述试验舱中；在地面进气条件下启动所述航空发动机，并判断所述航空发动机状况是否正常，若正常，执行下一步；若不正常，进行故障排除；启动所述用于模拟飞机尾迹云生成和演化的实验装置，利用所述尾迹云生成与演化系统对所述航空发动机的排气的生成和演化进行模拟。
[0018]根据本专利技术实施例的用于模拟飞机尾迹云生成和演化的实验装置的实验方法，通过利用尾迹云生成与演化系统对航空发动机的排气的生成和演化进行模拟，以便于实时观察尾迹云的变化，从而便于后续对尾迹云进行研究，也就是便于后续制定对尾迹云的缓解
措施，并为航空排放对全球气候影响的研究提供支撑。
[0019]本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0020]本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0021]图1为本专利技术一些实施例的用于模拟飞机尾迹云生成和演化的实验装置的原理示意图。
[0022]图2为本专利技术一些实施例的高空模拟系统的原理示意图。
[0023]图3为本专利技术一些实施例的尾迹云生成与演化系统的原理示意图。
[0024]图4为本专利技术一些实施例的第二供气系统的原理示意图。
[0025]图5为本专利技术一些实施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于模拟飞机尾迹云生成和演化的实验装置，其特征在于，包括：第一供气系统和高空模拟系统，所述高空模拟系统包括试验舱，所述试验舱内设有航空发动机，所述第一供气系统用于朝向所述航空发动机输送低温气体；尾迹云生成与演化系统，所述尾迹云生成与演化系统包括环境舱、喷嘴和稀释组件，所述稀释组件用于接收、稀释所述航空发动机的排气，并将稀释后的所述排气输送至所述喷嘴，所述喷嘴可将所述排气喷射至所述环境舱内；第二供气系统，所述第二供气系统用于朝向所述环境舱输送低温高湿气体；抽气系统，所述抽气系统分别与所述试验舱、所述航空发动机和所述环境舱连通，用于抽取所述试验舱、所述航空发动机和所述环境舱内的气体。2.根据权利要求1所述的用于模拟飞机尾迹云生成和演化的实验装置，其特征在于，所述稀释组件包括：稀释器，所述稀释器与所述航空发动机连通，用于接收、稀释所述航空发动机的排气；供气元件，所述供气元件与所述稀释器连通，用于朝向所述稀释器输送稀释气体。3.根据权利要求2所述的用于模拟飞机尾迹云生成和演化的实验装置，其特征在于，所述稀释器包括稀释腔、设于所述稀释腔轴向两端的第一进气口和出气口，所述第一进气口、所述出气口均与所述稀释腔连通，所述航空发动机的排气通过所述第一进气口进入所述稀释腔内，所述出气口用于将所述稀释腔内的气体排出。4.根据权利要求3所述的用于模拟飞机尾迹云生成和演化的实验装置，其特征在于，所述稀释器还包括设在所述稀释器周向上的第二进气口，所述第二进气口与所述稀释腔连通，所述供气元件通过所述第二进气口朝向所述稀释腔输送稀释气体。5.根据权利要求4所述的用于模拟飞机尾迹云生成和演化的实验装置，其特征在于，所述第二进气口包括多个，多个所述第二进气口沿所述稀释器的径向间隔设置，且所述第二进气口沿所述稀释器的径向从外至内朝靠近所述出气口的方向倾斜延伸。6.根据权利要求1所述的用于模拟飞机尾迹云生成和演化的实验装置，其特征在于，所述第二供气系统包括第一制冷机...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱美印，徐征，范宇坤，陈龙飞，沈小伟，张斌，潘康，于振鸿，
申请(专利权)人：北京航空航天大学杭州创新研究院，
类型：发明
国别省市：