用于尾迹云生成和演化研究的环境舱、测试装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于尾迹云生成和演化研究的环境舱、测试装置及方法，环境舱包括舱体组件、进气组件和排气组件，舱体组件内形成有试验腔且设有光学观测视窗面板和安装采样器的第一安装板，进气组件包括稀释单元、第一进气单元和第二进气单元，稀释单元用于接收航空发动机的排气和稀释气体并对其进行掺混，第一进气单元与稀释单元连通用于接收掺混后的气体并将该气体喷射至试验腔，第二进气单元用于朝向试验腔输送低温高湿气体，排气组件用于将试验腔内的部分气体排出。本发明专利技术实施例的用于尾迹云生成和演化研究的环境舱，既可实现模拟尾迹云的生成和演化，又可方便对尾迹云进行采样研究以及进行光学测量，从而实现对尾迹云进行有效研究。进行有效研究。进行有效研究。

【技术实现步骤摘要】
用于尾迹云生成和演化研究的环境舱、测试装置及方法


[0001]本专利技术涉及飞机尾迹云模拟测试
，尤其是涉及一种用于尾迹云生成和演化研究的环境舱、测试装置及方法。

技术介绍

[0002]尾迹云是由喷气式飞机在对流层顶部巡航时产生的线状冰云，该线状冰云在冰过饱和环境中持续存在会形成卷云，能够发挥巨大的全球辐射强迫作用，成为最大的航空气候强迫因素，并在降低航空气候影响方面具有巨大的潜力。
[0003]为了清晰认识尾迹云的理化性质、尾迹云的形成以及尾迹云向卷云转化过程，便于后续制定缓解措施，需要研究飞机尾迹云的生成和演化。
[0004]其中，尾迹云生成和演化受航空碳烟排放、羽流喷射以及气象环境等众多因素耦合的影响，是一个动力学、热力学、气体动力学等多学科耦合的多相流过程，目前对于飞机尾迹云生成及演化的研究主要有两种方法，一是理论推导与数值模拟相结合的方式研究尾迹云的形成及演化过程，但这种方法缺乏完整的实验数据支撑；另一种方法是“飞机跟飞机”的尾迹云实验测量，这种实验方式主要是通过一架飞机在高空巡航高度飞行产生尾迹云，另一架装备有相应测量设备的飞机跟在后面测量产生尾迹云的各种性质，但是这种方法不但实验成本高昂，而且易受环境因素干扰以及实验测量设备的限制。
[0005]因此，需要开发一种可对尾迹云的生成和演化进行研究的测试装置，以支撑航空排放对全球气候影响的研究。

技术实现思路

[0006]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，本专利技术的第一方面提出一种用于尾迹云生成和演化研究的环境舱，所述环境舱不仅可对尾迹云的生成和演化进行模拟，以降低研究成本，还可方便对尾迹云进行采样研究以及进行光学测量，解决了现有技术中对尾迹云进行研究时缺乏完整的实验数据支撑以及实验成本高昂等技术问题。
[0007]本专利技术的第二方面提出一种具有上述环境舱的测试装置。
[0008]本专利技术的第三方面提出一种上述测试装置的测试方法。
[0009]根据本专利技术实施例的用于尾迹云生成和演化研究的环境舱，包括：形成有试验腔的舱体组件，所述舱体组件上设有光学观测视窗面板以及可安装采样器的第一安装板；进气组件，所述进气组件包括：稀释单元，所述稀释单元用于接收航空发动机的排气和稀释气体，并对所述排气和所述稀释气体进行掺混；第一进气单元，所述第一进气单元与所述稀释单元连通，用于接收所述稀释单元掺混后的气体，并将掺混后的气体喷射至所述试验腔；第二进气单元，所述第二进气单元用于朝向所述试验腔输送低温高湿气体；排气组件，所述排气组件与所述试验腔连通，用于将所述试验腔内的部分气体排出。
[0010]根据本专利技术实施例的用于尾迹云生成和演化研究的环境舱，通过设置朝向试验腔输送低温高湿气体的第二进气单元以及设置将试验腔内部分气体排出的排气组件，可实现
在试验腔内形成低温低压高湿环境，从而实现模拟高空环境，这样当稀释单元将与稀释气体掺混后的航空发动机排气喷射至试验腔内时，即可实现模拟尾迹云的生成和演化，同时，本申请还在舱体组件上设置光学观测视窗面板以及可安装采样器的第一安装板，以便于利用采样器采集试验腔内的尾迹云以及利用光学观测视窗面板对试验腔内的尾迹云进行观察、光学测量等，以实现对尾迹云进行研究，并降低研究成本。也就是说，本申请的环境舱不仅可模拟尾迹云的生成和演化，还可方便对尾迹云进行采样研究以及进行光学测量，提升研究的准确性并降低研究成本。
[0011]根据本专利技术一些实施例的环境舱，所述光学观测视窗面板包括多组，多组所述光学观测视窗面板沿所述舱体组件的长度方向排布，所述光学观测视窗面板包括光学测量视窗面板和光源视窗面板。
[0012]可选地，所述稀释单元包括掺混管，所述掺混管上设有连通所述掺混管内外两侧的进气口、进气通道和出气口，所述进气口和所述出气口设在所述掺混管的轴向两端，所述进气口与所述航空发动机连通，所述出气口与所述第一进气单元连通；所述进气通道设在所述掺混管的周向，用于朝向所述掺混管输送稀释气体。
[0013]可选地，所述进气通道包括多个，多个所述进气通道沿所述掺混管的轴向和/或周向间隔设置；其中，所述进气通道的轴线相对于所述掺混管的截平面倾斜延伸，所述截平面平行于所述掺混管的前后方向和上下方向，且多个所述进气通道的轴线沿同一时针方向倾斜。
[0014]可选地，所述稀释单元包括延伸方向不同的第一进气管和均压管，所述均压管套设在所述掺混管并与所述掺混管配合限定出第一均压腔，所述第一进气管与所述第一均压腔连通，用于朝向所述第一均压腔输送所述稀释气体，所述第一均压腔连通多个所述进气通道。
[0015]可选地，所述进气组件包括连接板，所述连接板连接所述舱体组件的端部，所述第一进气单元、所述第二进气单元均设在所述连接板上；其中，所述第一进气单元包括喷射单元，所述喷射单元包括喷嘴和喷射管，所述喷嘴用于接收所述稀释单元掺混后的气体，所述喷射管的相对两端分别与所述喷嘴、所述试验腔连通。
[0016]可选地，所述连接板靠近所述试验腔的一侧设有第一均压板，所述第一均压板与所述连接板配合限定出第二均压腔，且所述第一均压板上设有与所述第二均压腔连通的多个第一分流口，所述第二进气单元包括多个第二进气管，多个所述第二进气管间隔设在所述连接板并与所述第二均压腔连通；所述连接板上设有第二均压板、连接所述第二均压板的第三进气管以及分流结构，所述分流结构包括多个贯穿所述连接板的第二分流口，所述第二均压板设在所述连接板远离所述试验腔的一侧并与所述连接板配合限定出第三均压腔，所述第三均压腔覆盖所述分流结构，所述第三进气管用于朝向所述第三均压腔输送气体。
[0017]可选地，所述舱体组件上还设有进气管安装板，所述进气管安装板设在多组所述光学观测视窗面板之间，所述进气管安装板上设有第四进气管，所述第四进气管用于朝向所述试验腔输送气体。
[0018]根据本专利技术实施例的用于尾迹云生成和演化研究的测试装置，包括：环境舱，所述环境舱为前述设置有光学测量视窗面板和光源视窗面板的环境舱；测试系统，所述测试系
统包括气浮隔振光学平台、高速相机、显微镜和光源，所述高速相机和所述显微镜设于所述气浮隔振光学平台，所述显微镜设在所述高速相机和所述光学测量视窗面板之间，所述光源正对所述光源视窗面板；安装舱和第一供气系统，所述安装舱内设有待测试的航空发动机，所述航空发动机、所述第一供气系统均与所述稀释单元连通，所述第一供气系统用于朝向稀释单元输送稀释气体；第二供气系统，所述第二供气系统与第二进气单元连通，用于朝向所述第二进气单元输送低温高湿气体；抽气系统，所述抽气系统与排气组件连通，用于通过所述排气组件抽取试验腔内的气体。
[0019]根据本专利技术实施例的测试装置，通过采用前述设置有光学测量视窗面板和光源视窗面板的环境舱，可实现利用测试装置对环境舱内的尾迹云进行光学测量，从而实现对尾迹云进行研究，并降低研究成本。
[0020]根据本专利技术实施例的用于尾迹云生成和演化研究的测试装置的测试方法，包括以下步本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于尾迹云生成和演化研究的环境舱，其特征在于，包括：形成有试验腔的舱体组件，所述舱体组件上设有光学观测视窗面板以及可安装采样器的第一安装板；进气组件，所述进气组件包括：稀释单元，所述稀释单元用于接收航空发动机的排气和稀释气体，并对所述排气和所述稀释气体进行掺混；第一进气单元，所述第一进气单元与所述稀释单元连通，用于接收所述稀释单元掺混后的气体，并将掺混后的气体喷射至所述试验腔；第二进气单元，所述第二进气单元用于朝向所述试验腔输送低温高湿气体；排气组件，所述排气组件与所述试验腔连通，用于将所述试验腔内的部分气体排出。2.根据权利要求1所述的环境舱，其特征在于，所述光学观测视窗面板包括多组，多组所述光学观测视窗面板沿所述舱体组件的长度方向排布，所述光学观测视窗面板包括光学测量视窗面板和光源视窗面板。3.根据权利要求2所述的环境舱，其特征在于，所述稀释单元包括掺混管，所述掺混管上设有连通所述掺混管内外两侧的进气口、进气通道和出气口，所述进气口和所述出气口设在所述掺混管的轴向两端，所述进气口与所述航空发动机连通，所述出气口与所述第一进气单元连通；所述进气通道设在所述掺混管的周向，用于朝向所述掺混管输送稀释气体。4.根据权利要求3所述的环境舱，其特征在于，所述进气通道包括多个，多个所述进气通道沿所述掺混管的轴向和/或周向间隔设置；其中，所述进气通道的轴线相对于所述掺混管的截平面倾斜延伸，所述截平面平行于所述掺混管的前后方向和上下方向，且多个所述进气通道的轴线沿同一时针方向倾斜。5.根据权利要求4所述的环境舱，其特征在于，所述稀释单元包括延伸方向不同的第一进气管和均压管，所述均压管套设在所述掺混管并与所述掺混管配合限定出第一均压腔，所述第一进气管与所述第一均压腔连通，用于朝向所述第一均压腔输送所述稀释气体，所述第一均压腔连通多个所述进气通道。6.根据权利要求2所述的环境舱，其特征在于，所述进气组件包括连接板，所述连接板连接所述舱体组件的端部，所述第一进气单元、所述第二进气单元均设在所述连接板上；其中，所述第一进气单元包括喷射单元，所述喷射单元包括喷嘴和喷射管，所述喷嘴用于接收所述稀释单元掺混后的气体，所述喷射管的...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈龙飞，朱美印，徐征，刘磊，沈小伟，范宇坤，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：