控制水雾均匀性的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种以目标反馈式方式控制水雾均匀性的方法，水雾由喷雾装置的多个喷嘴所形成，方法包括如下步骤：（1）将包括网格的测试板放入水雾经过的通道中，使水雾经过网格，测试板具有所需要的面积；（2）在水雾经过网格的一段时间后，从水雾中取出测试板，对网格的不同部位上的结冰厚度进行测量，从而判断不同部位上的结冰厚度的均匀性是否满足要求；（3）如果均匀性测量结果超出了允许值，进行调整步骤，调整步骤是降低风洞速度、对喷雾系统的供水和供气参数重新进行调整的至少一项，然后使用测试板继续作均匀性检查；（4）均匀性测量结果还不符合要求就重复步骤（1）至（3），直至水雾的均匀性符合要求。还提供用上述方法的测试系统。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供一种以目标反馈式方式控制水雾均匀性的方法，水雾由喷雾装置的多个喷嘴所形成，方法包括如下步骤：（1）将包括网格的测试板放入水雾经过的通道中，使水雾经过网格，测试板具有所需要的面积；（2）在水雾经过网格的一段时间后，从水雾中取出测试板，对网格的不同部位上的结冰厚度进行测量，从而判断不同部位上的结冰厚度的均匀性是否满足要求；（3）如果均匀性测量结果超出了允许值，进行调整步骤，调整步骤是降低风洞速度、对喷雾系统的供水和供气参数重新进行调整的至少一项，然后使用测试板继续作均匀性检查；（4）均匀性测量结果还不符合要求就重复步骤（1）至（3），直至水雾的均匀性符合要求。还提供用上述方法的测试系统。【专利说明】控制水雾均匀性的方法和装置
本专利技术涉及控制水雾均匀性的方法和装置，尤其涉及，用目标反馈式方式控制水雾均匀性的方法和装置。
技术介绍
飞机设计研制的全过程一般包括预发展、工程发展、详细设计、全面试制、适航取证等五个阶段。适航取证后，意味着飞机的安全性设计被认可，也就获得了“准生证”。拿到此证后，飞机便可以进入批量生产的实质阶段。民用飞机适航取证时，需要进行一个结冰条件下的地面试验，以表明对适航条款CCAR/FAR25.1093(b) (2)的符合性，该条款要求的结冰环境为液态水含量(LWC)不小于0.3g/m3，水滴平均直径(MVD)不小于20 μ m。在自然界中寻找满足条款要求的结冰条件周期长代价大，为此，航天航空领域采用室内风洞试验来解决试验环境的寻找问题。简单地讲，就是依据运动的相对性原理，将飞行器的模型或实物固定在室内人工环境中，人为制造气流流过，以此模拟空中各种复杂的飞行状态，获取试验数据。在室内风洞实验室中，各种参数都可以根据试验要求进行控制，以到达试验要求。这种风洞实验室可以有效解决寻找自然结冰条件所带来的周期进度长，自然结冰条件不完全与试验要求匹配的问题。但室内风洞实验室的建设周期长而且造价与运行费用都极其昂贵。为此，航天航空领域的科研人员对自然条件接近试验要求的场地进行改造，以人工模拟结冰环境，这样既可以有效解决寻找自然结冰条件所带来的周期进度长的问题，又解决了利用室内风洞实验室进行试验的费用上的高成本的问题。但这种利用室外自然环境进行人工模拟结冰条件时，有难以控制的参数，从而导致试验不稳定，最终影响试验结果。为了避免试验件不同部位因为感受到的结冰条件不同而影响试验结果，并且保证结冰参数测试位置处的测试结果能够代表试验件附近的真实结冰条件，需要对人工模拟的结冰条件均匀性进行控制。人工模拟结冰条件产生过程中，需要对从喷嘴飞离的液滴进行快速冷却达到过冷状态，液滴的冷却依赖于与风洞气流的对流换热，为了达到水滴快速冷却的目的，需要加大风洞的气流速度，但风洞的速度太大会导致水雾均匀性变差，在保证水滴过冷的同时并保证水雾均匀是一个难点。如图6所示，目标LWC (液态水含量)是供水压力、供气压力和风洞速度的函数，在该适航取证的试验中，供水压力、供气压力和风洞速度中的任何一个参数的改变都会影响水雾的目标LWC数值。因此，目标LWC会随三个参数中任何一个的改变而改变。如图6所示，目标MVD (水滴平均直径)是供水压力、供气压力和测量位置的函数，因此，水雾的目标MVD数值除了供水压力、供气压力外还受到测试位置的影响。为此，试验人员首先要知道试验件不同部位的水雾状况才能对各个可控制的参数进行合适的调整，从而使水雾既能够达到目标LWC数值和目标MVD数值，又能够使水雾的均匀性满足试验要求。因此，获得试验件不同部位的水雾状况的参数是解决水雾均匀性的问题的关键。
技术实现思路
因此，为了提供符合试验要求的试验环境，解决上述的技术问题，根据本专利技术的一个方面，提供一种以目标反馈式方式控制水雾均匀性的方法，所述水雾由喷雾系统的喷雾装置所形成，所述喷雾装置包括纵横排列的多个喷嘴，所述方法包括如下步骤:(I)将包括网格的测试板放入由喷雾装置所形成的水雾经过的通道中，使水雾经过所述测试板中的所述网格，所述测试板具有所需要的面积；(2)在水雾经过所述测试板中的所述网格的一段时间后，从水雾中取出所述测试板，对所述测试板中的所述网格的不同部位上的结冰厚度进行测量，从而判断所述网格的不同部位上的结冰厚度的均匀性是否满足要求；(3)如果均匀性测量结果超出了允许值，则进行调整步骤，所述调整步骤是降低风洞速度、对喷雾系统的供水和供气参数重新进行调整的至少一项，然后使用所述测试板继续作均匀性检查；(4)如果均匀性测量结果还不符合要求，重复步骤(I)至(3)，直至水雾的均匀性符合要求。在上述的控制水雾均匀性的方法中，所述步骤(2)的一段时间包括5分钟，以使所述水雾在所述测试板的所述网格上结冰。在上述的控制水雾均匀性的方法中，所述喷嘴包括工作的喷嘴和不工作的喷嘴，所述步骤(3)的调整步骤包括调整工作的喷嘴数量，以有选择性地关闭部分工作的喷嘴或开启部分不工作的喷嘴，从而在所述测试板的所述面积上形成均匀的水雾。在上述的控制水雾均匀性的方法中，在有选择性地关闭或开启部分喷嘴时，错排和/或错列地关闭工作的喷嘴或开启不工作的喷嘴。在上述的控制水雾均匀性的方法中，所述测试板的网格由纵条和横条所形成且排列均匀。在上述的控制水雾均匀性的方法中，所述测试板的所述面积对应于需要在所述水雾中做结冰试验的试验件的横截面的面积。在上述的控制水雾均匀性的方法中，在所述步骤(I)之前还包括如下步骤:(a)将包括栅格板的结冰条件测量设备放置在所述喷雾系统的喷雾装置所喷射出的水雾经过的通道中，使格栅板的面与喷雾装置的喷雾面平行；(b)打开风洞，将风洞风速调整至目标值，启动喷雾装置，产生水雾，该水雾经过设置在喷射通道中的结冰条件测量设备；(c)通过结冰条件测量设备读取水雾的LWC和MVD实时数值，查看LWC和MVD数值是否满足测试要求，待LWC和MVD数值与试验要求值接近时，开始步骤(I )。在上述的控制水雾均匀性的方法中，在所述步骤(4)中，当均匀性测量结果符合要求时，此时结冰条件测量设备所获得的LWC和MVD参数代表整个水雾环境的参数。根据本专利技术的另一个方面，提供一种用于控制水雾均匀性的方法中的测试板，所述测试板具有所需的面积并包括在所述面积上形成的网格，从而从形成在该面积区域的网格上的结冰状态来判断形成结冰的水雾的均匀性。在上述的测试板中，所述测试板的网格由纵条和横条所形成。在上述的测试板中，所述测试板的所述面积对应于需要在所述水雾中做结冰试验的试验件的横截面的面积。根据本专利技术的又一个方面，提供一种用于控制水雾均匀性的方法的喷雾装置，所述喷雾装置包括多个纵横排列的、间隔开的喷嘴，各个喷嘴可以独立开启和关闭，从而根据所述测试板上的结冰均匀性的反馈控制各个喷嘴的开启和关闭，使喷嘴包括工作的喷嘴和关闭的喷嘴，从而在所述测试板的面积上形成符合要求的均匀水雾。在上述的喷雾装置中，所述喷雾装置在被有选择性地关闭或开启部分喷嘴时，能够错排和/或错列地关闭工作的喷嘴或开启不工作的喷嘴。根据本专利技术的再一个方面，提供一种用于控制水雾均匀性的方法的测试系统，所述系统包括上述的测试板和上述的喷雾装置。本专利技术具有如下的优点:该方法和所涉及的装置使得民用飞机在适航取证本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种以目标反馈式方式控制水雾（13）均匀性的方法，所述水雾（13）由喷雾系统（1）的喷雾装置（10）所形成，所述喷雾装置（10）包括纵横排列的多个喷嘴（11，12），所述方法包括如下步骤：（1）将包括网格（21，22）的测试板（20）放入由喷雾装置（10）所形成的水雾（13）经过的通道中，使水雾(13)经过所述测试板（20）中的所述网格（21，22），所述测试板（20）具有所需要的面积；（2）在水雾(13)经过所述测试板（20）中的所述网格（21，22）的一段时间后，从水雾（13）中取出所述测试板(20)，对所述测试板（20）中的所述网格（21，22）的不同部位上的结冰厚度进行测量，从而判断所述网格（21，22）的不同部位上的结冰厚度的均匀性是否满足要求；（3）如果均匀性测量结果超出了允许值，则进行调整步骤，所述调整步骤是降低风洞速度、对喷雾系统的供水和供气参数重新进行调整的至少一项，然后使用所述测试板(20)继续作均匀性检查；（4）如果均匀性测量结果还不符合要求，重复步骤（1）至（3），直至水雾的均匀性符合要求。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李志茂，王大伟，李革萍，白穆，谭正文，
申请(专利权)人：中国商用飞机有限责任公司，中国商用飞机有限责任公司上海飞机设计研究院，
类型：发明
国别省市：