基本介紹
- 中文名：流場校測試驗
- 外文名：flow field calibration test
- 所屬領域：航空航天
- 目的：檢驗風洞和測試設備性能
- 參考指標：高速風洞與低速風洞流場品質規範
- 實驗內容：動壓或風速、方向場等
相關指標,試驗內容,實驗方法,品質要求,動壓或風速,方向場,軸向靜壓梯度,
相關指標
隨著飛行器研製和空氣動力研究的發展，風洞試驗的品種越來越多，對試驗結果的精準度要求越來越高。流場品質是影響風洞試驗數據精度和準度的主要因素。為了滿足各種不同的試驗要求，一方面要建造不同種類的流場品質較好的風洞，另一方面也要重視改造已建成的在用風洞立灶妹，提高風洞流場品質，還要深入研究流場品質對試驗結果的影響和修正方法。流場校測就是對風洞性能和流場品質進行測量，了解流場品質是否達到規定的要求，以保證風洞試驗數據的質量。1991年頒布了國家軍用標準《高速風洞與低速風洞流場品質規範》，適用於以航空航天飛行器試驗為主要任務的通用風洞(常規風洞)，具有廣泛的代表性，其他類型的風洞可以借鑑。由於有關高速風洞動態品質及其擊艱贈對試驗數據的拔挨放影響的研究尚不夠充分，該標準對低速風洞只提出了湍流度的指標，未規定高速風洞動態指標，只是提出了應該進行湍流度和噪聲測量的要求。隨著航空、航天飛行器的發展，2011年對該標準進行了修訂，增加了高速風洞流場壓力梯度的指標，未對動態指標進行修訂。
試驗內容
根據不同試驗研究對象的氣動特性要求，我國建造了不同種類的低速風洞。有進行航空航天試驗項目的常規通用風洞，也有進行特種試驗的特種風洞，如低湍流風洞、汽車風洞、環保風洞、高層建築風洞等工業用風洞。不同風洞的流場品質要求不同，校測項目、方法也有差別。根據國家軍用標準的規定，低速風洞流場校測項目主要有如下一些內容。
(1)動壓或風速
①動壓或風速範圍；
②參考點動壓修正係數(落差係數)；
③動壓穩定性；
④動壓場。
(2)方向場
①局部氣流偏角；
②平均氣流偏角。
(3)軸向靜壓梯度
(4)氣流溫度
(5)湍流度
①模型區中心處湍流度；
②模型區湍流度分布。
(6)氣流噪聲
(7)風洞能量比
(8)風扇效率
實驗方法
流場校測應在風洞各系統均運行正常的條件下，在確定的運行參數條件(主要是總溫、總壓)下開展。風洞流場校測試驗的基本流程是：
(1)確定的風洞運行狀態。
(2)完成校測試驗裝置與測量系統準備。
(3)將校測裝置安裝調整到待校測流場截面。
(4)風洞運行，測量並獲得壓力、溫度等有效數據。
(5)風洞運行結束。
必要時，需要記錄相關的環境條件參數，如大氣環境壓力、環境溫度等。
品質要求
動壓或風速
①動壓或風速範圍
測出模型區中心最大、最小動壓或風速，確定可用動壓或風速範圍。要求在全部可用風速範圍內，能無級調節動壓或風速。
②參考點動壓修正係數
在風洞可用動壓範圍內，在試驗段入口處測量參考點動壓修正係數(落差係數)。繪製修正係數隨試驗段動壓變化曲線。要求在相同動壓下重複測量7次，動壓修正係數的均方根偏差。
③動壓穩定性
在常用動壓下，給出模型區中心的動壓隨時間變化的曲線，要求動壓穩定性係數α達到：合格指標為α≤0.005；先進指標為α≤0.002。
④動壓場
測量試驗段各截面的動壓分布，測量截面不少於5個(在模型區內不少於3個)，截面上的測點間距不大殃促灑櫻於A/15(A為試驗段橫截面積)，測點範圍應超出模型區多臭旬凝。對通過模型區中心的截面，要在常用動壓、最大動壓以及最小動壓下進行測量；其他截面只在常用動壓下進行測量。
模型區選取：閉口試驗段取試驗段高度、寬度和長度的75%；開口試驗段取試驗段高度、寬度和長度的70%。
方向場
局部氣流偏角:
測量截面、測點間距、動壓範圍均與動壓場測量相同煉整束。
軸向靜壓梯度
在試驗段全長範圍內，沿試驗段中心線測量軸向靜壓梯度，測點煮套間距應小於試驗段長度的5%，若試驗段入口和出口附近軸向靜壓梯度較大，測點需適當加密。
必要時，需要記錄相關的環境條件參數，如大氣環境壓力、環境溫度等。
品質要求
動壓或風速
①動壓或風速範圍
測出模型區中心最大、最小動壓或風速，確定可用動壓或風速範圍。要求在全部可用風速範圍內，能無級調節動壓或風速。
②參考點動壓修正係數
在風洞可用動壓範圍內，在試驗段入口處測量參考點動壓修正係數(落差係數)。繪製修正係數隨試驗段動壓變化曲線。要求在相同動壓下重複測量7次，動壓修正係數的均方根偏差。
③動壓穩定性
在常用動壓下，給出模型區中心的動壓隨時間變化的曲線，要求動壓穩定性係數α達到：合格指標為α≤0.005；先進指標為α≤0.002。
④動壓場
測量試驗段各截面的動壓分布，測量截面不少於5個(在模型區內不少於3個)，截面上的測點間距不大於A/15(A為試驗段橫截面積)，測點範圍應超出模型區。對通過模型區中心的截面，要在常用動壓、最大動壓以及最小動壓下進行測量；其他截面只在常用動壓下進行測量。
模型區選取：閉口試驗段取試驗段高度、寬度和長度的75%；開口試驗段取試驗段高度、寬度和長度的70%。
方向場
局部氣流偏角:
測量截面、測點間距、動壓範圍均與動壓場測量相同。
軸向靜壓梯度
在試驗段全長範圍內，沿試驗段中心線測量軸向靜壓梯度，測點間距應小於試驗段長度的5%，若試驗段入口和出口附近軸向靜壓梯度較大，測點需適當加密。
