风洞控制系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种风洞控制系统，包括风洞(1)、风洞进气管(2)、稳压罐(3)、稳压罐进气管(4)、压缩气源(5)和用于控制风洞(1)的出口马赫数的控制装置(6)，风洞(1)通过风洞进气管(2)与稳压罐(3)连接，稳压罐(3)通过稳压罐进气管(4)与压缩气源(5)连接；控制装置(6)包括：用于调节进入风洞(1)的气体流量的风洞进气调节装置，设置于风洞进气管(2)上；用于调节进入稳压罐(3)的气体流量的稳压罐进气调节装置，与稳压罐进气管(4)连通。根据本实用新型专利技术的风洞控制系统，能有效抑制稳压罐进气波动，从而减少因稳压罐进气波动对马赫数的调节精度产生的影响，提高风洞出口马赫数的调节精度。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及风洞测控领域，更具体地，涉及一种风洞控制系统。
技术介绍
在空气动力学领域，风洞是常用的气流模拟装置。对于射流式风洞，风洞出口的马赫数是风洞性能的一个主要指标。对于马赫数进行精确控制，能大幅提高风洞的性能，提供更具参考价值的气动模拟能力。现有技术中常见的射流式风洞出口马赫数控制，是由操作人员通过调节风洞前端的调节阀开度，控制进入风洞的压缩空气流量，从而控制风洞气流的马赫数。采用人工调节方式控制风洞马赫数存在如下缺点马赫数的调节精度易受压缩空气稳压罐进气波动的影响；需要有专门操作人员集中注意力控制马赫数，占用人力资源；马赫数控制精度受操作人员专业素质影响大，人工调节达不到很高的控制精度；达到目标马赫数所需要的时间很长，能源损耗大。
技术实现思路
本技术目的在于提供一种风洞控制系统，旨在抑制压缩空气稳压罐进气波动，从而减少因稳压罐进气波动对马赫数的调节精度产生的影响。本技术进一步的目的在于提高马赫数控制效率，消除操作人员专业素质对马赫数控制精度的影响。本技术提供了一种风洞控制系统，包括风洞、风洞进气管、稳压罐、稳压罐进气管、压缩气源和用于控制风洞的出口马赫数的控制装置，风洞通过风洞进气管与稳压罐连接，稳压罐通过稳压罐进气管与压缩气源连接；控制装置包括用于调节进入风洞的气体流量的风洞进气调节装置，设置于风洞进气管上；用于调节进入稳压罐的气体流量的稳压罐进气调节装置，与稳压罐进气管连通。进一步地，风洞进气调节装置包括第一调节阀，设置于风洞进气管的进气主路上；第二调节阀，设置于风洞进气管的进气辅路上，进气辅路与进气主路并联设置，第二调节阀的通径小于第一调节阀的通径。进一步地，稳压罐进气调节装置包括排气主路和第三调节阀，第三调节阀设置于排气主路的一端，排气主路的另一端与稳压罐进气管连通；排气辅路和第四调节阀，第四调节阀设置于排气辅路的一端，排气辅路的另一端与稳压罐进气管连通，第四调节阀的通径小于第三调节阀的通径。进一步地，控制装置还包括控制器，控制器分别与风洞进气调节装置和稳压罐进气调节装置电连接。进一步地，控制装置还包括控制器，控制器分别与风洞进气调节装置的第一调节阀和第二调节阀、以及与稳压罐进气调节装置的第三调节阀和第四调节阀电连接。进一步地，控制装置还包括智能操作器，智能操作器包括自动模式和手动模式，且控制器通过智能操作器与风洞进气调节装置和稳压罐进气调节装置电连接。进ー步地，控制器包括多功能采集卡和数/模转化卡。进ー步地，控制装置还包括智能操作器，且控制器通过智能操作器与风洞进气调节装置和稳压罐进气调节装置电连接；控制器包括多功能采集卡和数/摸转化卡；智能操作器具有转发数/模转化卡发送的控制信号给风洞进气调节装置和稳压罐进气调节装置，使风洞进气调节装置和稳压罐进气调节装置根据控制信号相应调节进入风洞的气体流量和进入稳压罐的气体流量的自动模式；智能操作器还具有屏蔽数/模转化卡发送的控制信号，由操作人员手动操作智能操作器并控制风洞进气调节装置和稳压罐进气调节装置调节进入风洞的气体流量和进入稳压罐的气体流量的手动模式。进ー步地，智能操作器在手动模式和自动模式下，将风洞进气调节装置和稳压罐进气调节装置的状态信号与智能操作器自身的手动模式信号或自动模式信号转发给控制器的多功能采集卡。进ー步地，控制器还包括网卡。根据本技术的风洞控制系统，由于在风洞进气管上设置了风洞进气调节装置以调节进入风洞的气体流量的同时，又设置了与稳压罐进气管连通的稳压罐进气调节装置以调节进入稳压罐的气体流量，因而能有效抑制稳压罐进气波动，从而減少因稳压罐进气波动对马赫数的调节精度产生的影响，提高风洞出口马赫数的调节精度。本技术进ー步地，采用自动控制方式控制风洞马赫数，从而提高马赫数控制效率，消除操作人员专业素质对马赫数控制精度的影响。附图说明构成本申请的一部分的附图用来提供对本技术的进ー步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中图I是根据本技术的风洞控制系统的流体系统示意图；图2是根据本技术的风洞控制系统的控制装置的原理图。具体实施方式下面将參考附图并结合实施例来详细说明本技术。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互組合。參见附图，本实施例的风洞控制系统包括风洞I、风洞进气管2、稳压罐3、稳压罐进气管4、压缩气源5以及用于控制风洞I的出口马赫数的控制装置6。风洞I通过风洞进气管2与稳压罐3连接，稳压罐3通过稳压罐进气管4与压缩气源5连接。控制装置6包括用于调节进入风洞I的气体流量的风洞进气调节装置和用于调节进入稳压罐3的气体流量的稳压罐进气调节装置。风洞进气调节装置设置于风洞进气管2上，稳压罐进气调节装置与稳压罐进气管4连通。由于在风洞进气管2上设置了风洞进气调节装置以调节进入风洞I的气体流量的同时，又设置了与稳压罐进气管4连通的稳压罐进气调节装置以调节进入稳压罐3的气体流量，因而能有效抑制稳压罐3的进气波动，从而減少因稳压罐3的进气波动对马赫数的调节精度产生的影响，从而提高风洞出口马赫数的调节精度。如图I所示，在本实施例中优选地，风洞进气调节装置包括第一调节阀63和第二调节阀64。其中，第一调节阀63设置于风洞进气管2的进气主路21上。第二调节阀64设置于风洞进气管2的进气辅路22上，进气辅路22与进气主路21并联设置，第二调节阀64的通径小于第一调节阀63的通径。第一调节阀63是用于快速调节风洞I出口马赫数的执行元件，其通径较大，通过改变第一调节阀63开度，快速改变风洞I进气流量，进而改变风洞I内部压力，从而改变风洞出口马赫数，达到快速逼近设定马赫数的目的。第二调节阀64是微调风洞I出口马赫数的执行元件，其通径较小，通过改变第二调节阀64的开度，微调风洞I的进气流量，进而微调风洞I的内部压力，从而微调风洞I的出口马赫数，达到高精度调节风洞I出口马赫数的目的。稳压罐3是稳定风洞I进口压力，消除微小压力波动的执行元件，稳压罐3的容积可以超过风洞I同体容积的10倍。压缩气源5是供气元件，其供气流量一定范围内波动，稳定供气流量超过风洞I出口的最大流量。在本实施例中进一步优选地，稳压罐进气调节装置通过控制从稳压罐进气管4排入大气的气体流量调节进入稳压罐3的气体流量，稳压罐进气调节装置具体地包括排气主路41和第三调节阀65以及排气辅路42和第四调节阀66。第三调节阀65设置于排气主路41的一端，排气主路41的另一端与稳压罐进气管4连通。第四调节阀66设置于排气辅路42的一端，排气辅路42的另一端与稳压罐进气管4连通，第四调节阀66的通径小于第三调节阀65的通径。第三调节阀65是快速调节稳压罐3内部压力的执行元件，其通径较大，最大排气流量可以设置为超过压缩气源5最大供气流量，在压缩气源供气流量基本稳定的情况下，通过调节第三调节阀65，快速调节排气流量，进而改变进入稳压罐3的气体流量，从而达到快速调节稳压罐内部压力的目的。第四调节阀66是微调稳压罐3内部压力的执行元件，其通径较小，当稳压罐3内部压力基本稳定后，通过改变第四调节阀66的开度，微调排气流量，从而微调进入稳压罐3的气体流量，达到削弱压缩气源本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种风洞控制系统，包括：风洞(1)、风洞进气管(2)、稳压罐(3)、稳压罐进气管(4)、压缩气源(5)和用于控制所述风洞(1)的出口马赫数的控制装置(6)，所述风洞(1)通过风洞进气管(2)与所述稳压罐(3)连接，所述稳压罐(3)通过稳压罐进气管(4)与所述压缩气源(5)连接；其特征在于，所述控制装置(6)包括：用于调节进入所述风洞(1)的气体流量的风洞进气调节装置，设置于所述风洞进气管(2)上；用于调节进入所述稳压罐(3)的气体流量的稳压罐进气调节装置，与所述稳压罐进气管(4)连通。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐斌，丁毅，刘龙初，
申请(专利权)人：中国航空动力机械研究所，
类型：实用新型
国别省市：