地面效應試驗

地面效應試驗中固定地板附面層的影響

地面效應是各類飛機必須在風洞中仔細研究的極其重要的項目。在低速風洞中做地面效應試驗，除去必須用移動帶地板的情況（例如垂直短距起落飛機噴流碰地時）外，仍廣泛使用固定地板模擬地面的存在。固定地板的優點是裝置簡單和試驗方便。但是，由於固定地板上存在附面層，從而引起模型地面效應的測量結果與實際情況不一致，故需要對地板附面層的影響進行修正。

儘管可以利用吸除或開槽的辦法減薄固定地板上的附面層厚度，進而減輕附面層的影響。但是這些辦法會給地板附面層修正帶來困難，因為從地板附面層內移走低能氣流，可能在模型處引起顯著的而且是難以估計的擾動。

關於地板附面層影響的修正方法過去曾有不同的看法，有些人主張從模型離地高度中扣除無模型存在時固定地板附面層的厚度或位移厚度，也就是認為地面附面層的作用相當於地板接近模型，使地面效應增強。這種看法不但缺乏理論根據，而且修正後的結果與移動帶地板的實驗結果也不一致，甚至數據修正的方向也恰好相反。

風洞地面效應試驗

風洞地面效應試驗研究的目的在於弄清飛行器的近地氣動特性。使用活動地板固定模型的方法進行試驗可有效扣除地面附面層產生的誤差，對進行飛行器地面效應研究有很高的使用價值，有利於型號試驗和開展高升力機種的研究。

國內風洞地面效應試驗中的地板升降系統均為液壓同步系統或單一機械式支撐，存在同步誤差大、定位精度低、操作繁瑣、故障率高的問題，導致試驗效率低下。

衛星內帶電效應地面試驗技術

當出現較大的空間輻射環境擾動事件時，如太陽耀斑爆發、太陽日冕物質拋射、地磁暴或地磁亞暴等，大量的空間高能電子注入地球輻射帶，可使得地球輻射帶中的高能電子通量大幅度增加。倘若高通量的電子長時間地持續存在，這些電子將可直接穿透太空飛行器的表層結構和儀器設備外殼，嵌入太空飛行器內部的電路板、同軸電纜絕緣層等絕緣介質中，導致絕緣介質內部電荷沉積，這一過程稱為太空飛行器介質深層充電，又稱作內帶電。

有關研究表明，自20世紀80年代發現太空飛行器內帶電效應以來，由此引發的各國太空飛行器故障已多達近百例，內帶電效應是導致地球同步軌道衛星出現故障和異常的主要原因之一。隨著太空飛行器體積的不斷增大，壁厚不斷減薄，電子線路的複雜度和集成度不斷增加，太空飛行器的內帶電現象變得更加嚴重，特別是對於運行在地球同步軌道的太空飛行器。為滿足太空飛行器長壽命、高可靠的設計要求，深入開展太空飛行器內帶電效應研究極為必要。

太空飛行器內帶電效應研究方法有搭載飛行試驗、地面模擬試驗和數值模擬仿真。飛行試驗研究主要關注太空飛行器內帶電效應發生程度與空間輻射環境之間的關係，並根據飛行試驗結果對地面試驗及模擬仿真結果進行分析和評估。例如，1990年發射的CRRES衛星搭載了用於監測太空飛行器內帶電效應的IDM儀器，目的是確認運行中的太空飛行器存在內部放電，並根據在太空進行的放電測量結果評估地面模擬試驗技術，獲取可用於定義內帶電模型的數據。2000年發射的TSX-5衛星上搭載了集約環境異常感測器（CEASE），用於測量總劑量效應、輻射通量、表面介質充電、深層介質充電和單粒子事件。此外，STRV-1b以及GOES系列衛星都搭載有監測空間輻射環境的探測器，所提供的數據是建立空間電子環境模型所需的重要來源。數值模擬主要是通過建立合適的物理模型和計算方法，研究和揭示內帶電效應發生的物理機制和基本規律。

地面效應試驗

基本介紹