申请/专利权人：中国航空工业集团公司哈尔滨空气动力研究所

申请日：2024-02-23

公开（公告）日：2024-03-29

公开（公告）号：CN117782503A

主分类号：G01M9/00

分类号：G01M9/00;G01M9/06;B64F5/60

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.04.16#实质审查的生效;2024.03.29#公开

摘要：本发明公开一种舰载机着舰过程舰尾流场主动模拟风洞试验方法，属于风洞试验技术领域，该方法弥补了现有舰尾流场被动模拟能力的不足，并解决了在开展舰载机着舰特性研究中着舰速度与航母航行速度无法统一的问题，通过试验段入口安装舰尾流场主动模拟装置，从而在试验段下游产生速度扰流并借助流场校测系统进行速度测量，利用舰尾流场数学建模方法获取时域速度模型，通过对扰动速度场校测计算平板摆动增益控制系数，最终得到目标舰尾流场对应的平板运动摆角数据，本发明试验方法能够在风洞环境模拟航母尾流场，具有航母尾流速度场强度模拟能力强、积分尺度调节范围广、模拟重复性好的优点。

主权项：1.一种舰载机着舰过程舰尾流场主动模拟风洞试验方法，其特征在于，步骤如下：步骤一、安装流场校测系统并进行热线探针安装角修正：将流场校测系统布置在风洞试验段下游试验区，流场校测系统包括二维热线探针传感器、数据采集系统和移测架，移测架能够三自由度移动，移测架上安装二维热线探针传感器并通过数据线与数据采集系统连接，调整二维热线探针传感器方向使其满足测量来流风速和垂直风速要求，启动风洞到目标风速并稳定数秒，触发数据采集系统进行采集，得到风洞试验区的来流风速数据Data1和垂向速度数据Data2，通过测量数据计算得到二维热线探针传感器的垂向安装角，其计算公式如下： （1）步骤二：安装舰尾流场主动模拟装置：将舰尾流场主动模拟装置安装在风洞试验段入口处，所述的安装舰尾流场主动模拟装置，包含两片叶片、驱动电机和支撑框架，两片叶片均转动连接在支撑框架上，两片叶片互相平行，两片叶片通过叶片连杆相连，驱动电机驱动叶片连杆运动从而带动两片叶片同步摆动，两片叶片的初始位置定义为与风洞水平面平行位置，并将该位置设为平板零位；步骤三：舰尾流场数学建模：模拟的舰尾流场为垂直方向速度场，该速度场包含舰体外形带来的稳态速度分量和舰体运动带来的周期性扰动速度分量，对稳态垂直速度分量进行分段线性化处理得到该分量数学模型为，航母舰体运动形成的涡旋会随着距舰尾的距离以85%的速度衰减，因此得到周期性垂直速度分量数学模型为，数学表达式分别如下： （2） （3）其中： （4）式中：为稳态垂直速度分量，向下为正，单位为fts；为甲板风速，单位为fts；为舰载机离舰船的纵摇中心点的水平距离，单位为ft；为航母的纵摇频率；为航空母舰的纵摇幅度；为随机相位；为舰载机的水平飞行速度；舰尾速度场时空转化关系为，为舰载机接近舰尾甲板速度，为时间，即能够将速度场分量、分别转化为和，表达式分别如下： （5） （6）其中： （7）步骤四：舰尾流场校测并计算主动模拟装置的叶片摆动控制增益系数：根据步骤三能够得到需要在风洞中模拟的舰尾流场数学模型为，将该数学模型导入舰尾流场主动模拟装置控制程序中生成初始叶片摆角序列，启动风洞到指定风速，风速稳定数秒后启动舰尾流场主动模拟装置，叶片按照生成摆角序列上下摆动，并触发数据采集系统采集得到试验区来流风速数据Data4和垂向速度数据Data3，得到舰尾流场主动模拟装置的叶片摆动控制增益系数K，计算公式如下： （8） （9） （10）步骤五：舰尾流场模拟，拆除流场校测系统，使用步骤三中的建模方法获取舰尾流场数学模型，代入步骤四中的叶片摆动控制增益系数K得到平板运动摆角，将其导入舰尾流场主动模拟装置，启动风洞到指定风速并稳定数秒，启动舰尾流场主动模拟装置控制叶片按照目标曲线摆动，此时在风洞试验段下游产生目标航母尾流速度场，从而实现了航母尾流速度的风洞试验模拟，其中，叶片运动摆角的表达式如下： （11）。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 中国航空工业集团公司哈尔滨空气动力研究所 一种舰载机着舰过程舰尾流场主动模拟风洞试验方法

免责声明
1、本报告根据公开、合法渠道获得相关数据和信息，力求客观、公正，但并不保证数据的最终完整性和准确性。
2、报告中的分析和结论仅反映本公司于发布本报告当日的职业理解，仅供参考使用，不能作为本公司承担任何法律责任的依据或者凭证。

阅读全文 双屏查看 官方信息 专利公告 收藏专利 下载PDF 下载WORD