CN114912301A - 一种低速风洞全机模型测力试验数据处理与修正系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及风洞试验领域，公开了一种低速风洞全机模型测力试验数据处理与修正系统，包括：导入模块，用于将数据处理与流程所需的控制参数与数据导入流程；处理模块，用于将试验获得的模型气动特性结果中各类数据转化为理想气流轴系下的无量纲数据形式，其中包括对部分非气动因素进行修正；修正模块，用于剔除试验获得的模型气动特性结果中受各种气动干扰影响的误差；导出模块，用于将流程产生的结果数据，以及处理模块和修正模块产生的部分过程数据导出流程。这样可以调和数据处理与修正结果可靠性与时效性的矛盾，流程的模块化设计有利于程序的实现、有利于程序功能的调整和扩展、且有利于降低相关岗位人员的培训难度，提高试验结果的精度。

Description

一种低速风洞全机模型测力试验数据处理与修正系统

技术领域

本发明涉及风洞试验领域，特别是涉及一种低速风洞全机模型测力试验数据处理与修正系统。

背景技术

低速风洞又称常规风洞，是指试验段的风速小于140m/s的风洞，在航空航天方面，有关低速流动的基础性研究，各种飞行棋的布局和性能研究，都在低速风洞进行试验。低速风洞内气流速度较低，按不可压缩流动来设计计算。设计的主要问题是选择合适的收缩比和收缩曲线、高质量的整流装置、低噪声高效率的风扇装置等，使风洞具有高的能量比、低的湍流度、低的造价，并保证具有高的流场品质。

目前，低速风洞的设计实践和制造经验多，设计计算相对成熟，但由于具体设备、方法的不同，不同风洞全机模型测力试验数据处理与修正流程的具体步骤会存在差异，这也导致风洞试验数据结果的精度不够高，可对比性较差，以及人为差错较多，人员培训难度大，培训时间长，整体试验效率较低。

因此，如何设计一种新的低速风洞全机模型测力试验数据与修正体系，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种低速风洞全机模型测力试验数据处理与修正系统，可以有利于程序的实现和程序功能的调整和扩展，降低相关岗位人员的培训难度，提高试验结果的精度。其具体方案如下：

一种低速风洞全机模型测力试验数据处理与修正系统，包括：

导入模块，用于将数据处理与流程所需的控制参数与数据导入流程；

处理模块，用于将试验获得的模型气动特性结果中各类数据转化为理想气流轴系下的无量纲数据形式，其中包括对部分非气动因素进行修正；

修正模块，用于剔除试验获得的模型气动特性结果中受各种气动干扰影响的误差；

导出模块，用于将流程产生的结果数据，以及所述处理模块和所述修正模块产生的部分过程数据导出流程。

优选地，在本发明实施例提供的上述低速风洞全机模型测力试验数据处理与修正系统中，所述导入模块导入的控制参数与数据包括流程控制参数、本次试验原始数据和先导试验结果数据；其中，

所述流程控制参数包括试验类型参数、模型组成参数、运行时效参数、试验方法参数、修正方法参数；

所述本次试验原始数据包括试验实时采集的各传感器输出数据、与试验数据处理有关的试验条件和状态数据、与数据修正有关的修正系数；

所述先导试验结果数据包括气流偏角试验结果数据、支架干扰试验结果数据、基准状态试验结果数据、天平空载读数、天平基础读数。

优选地，在本发明实施例提供的上述低速风洞全机模型测力试验数据处理与修正系统中，所述导入模块，还用于当模型不包括某组成部件时，将与该部件相关的修正系数置为零；还用于在所述运行时效参数中设置有批量修改选项。

优选地，在本发明实施例提供的上述低速风洞全机模型测力试验数据处理与修正系统中，所述处理模块，用于确定未受扰动试验段速压、确定理想气流轴系下模型和天平姿态角、计算天平载荷及天平弹性角、计算支撑系统弹性角、模型姿态角弹性修正、天平载荷表述轴系转为理想气流轴系、天平载荷无量纲化。

优选地，在本发明实施例提供的上述低速风洞全机模型测力试验数据处理与修正系统中，所述处理模块，具体用于当导入实时测量值时，将传感器电信号转换为速压形式；根据姿态角传感器测量值、支撑装置到位角、天平及支撑装置弹性角及天平安装角，通过直接测量法、间接计算法或组合法确定理想气流轴系下模型和天平姿态角。

优选地，在本发明实施例提供的上述低速风洞全机模型测力试验数据处理与修正系统中，所述处理模块，具体还用于对初读数进行拉格朗日二次插值，获得与吹风状态天平迎角、吹风状态模型迎角或吹风状态模型姿态角一致的初读数，根据获得的初读数、吹风数计算输入值及空载读数，获得天平测量的气动载荷结果。

优选地，在本发明实施例提供的上述低速风洞全机模型测力试验数据处理与修正系统中，所述处理模块，具体还用于针对内式天平试验，依次通过轴系旋转、原点平移和转风轴将天平载荷表述轴系转为理想气流轴系；针对外式天平试验，依次通过轴系旋转和原点平移将天平载荷表述轴系转为理想气流轴系。

优选地，在本发明实施例提供的上述低速风洞全机模型测力试验数据处理与修正系统中，所述修正模块包括支架干扰修正单元、气流偏角偏正单元和洞壁干扰修正单元；其中，

所述支架干扰修正单元，用于将支架干扰量分为近场干扰量和远场干扰量，以及将支架干扰试验姿态角范围覆盖设定的试验姿态角范围；

所述气流偏角偏正单元，用于利用修气动参数的方法修正气流偏角；

所述洞壁干扰修正单元，用于进行风洞轴向静压梯度修正、阻塞效应修正以及升力效应修正。

优选地，在本发明实施例提供的上述低速风洞全机模型测力试验数据处理与修正系统中，所述导出模块，具体用于将气流轴系下流程产生的结果数据，以及所述处理模块和所述修正模块产生的部分过程数据转换为机体坐标轴系下的数据，并将转换后的机体坐标轴系下的数据导出流程。

优选地，在本发明实施例提供的上述低速风洞全机模型测力试验数据处理与修正系统中，所述部分过程数据是以各试验车次更新的方式记录在固定的过程数据文件中，记录内容至少包括当前姿态角、速压及与气动特性相关的量，以及在完成数据处理与修正工作后记录的过程数据。

从上述技术方案可以看出，本发明所提供的一种低速风洞全机模型测力试验数据处理与修正系统，包括：导入模块，用于将数据处理与流程所需的控制参数与数据导入流程；处理模块，用于将试验获得的模型气动特性结果中各类数据转化为理想气流轴系下的无量纲数据形式，其中包括对部分非气动因素进行修正；修正模块，用于剔除试验获得的模型气动特性结果中受各种气动干扰影响的误差；导出模块，用于将流程产生的结果数据，以及处理模块和修正模块产生的部分过程数据导出流程。

本发明提供的上述系统通过导入模块、处理模块、修正模块和导出模块的相互作用，可以调和数据处理与修正结果可靠性与时效性的矛盾，流程的模块化设计具有模块间逻辑关系顺畅、各模块功能明确的优点，有利于程序的实现、有利于程序功能的调整和扩展、且有利于降低相关岗位人员的培训难度，提高试验结果的精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的低速风洞全机模型测力试验数据处理与修正系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的低速风洞全机模型测力试验数据处理与修正系统的具体结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供一种低速风洞全机模型测力试验数据处理与修正系统，如图1所示，包括：

导入模块1，用于将数据处理与流程所需的控制参数与数据导入流程；导入模块1是流程与试验上位系统、并列系统建立的桥梁，其主要功能是对流程所需的参数进行定义、导入、规范；

处理模块2，用于将试验获得的模型气动特性结果中各类数据转化为理想气流轴系下的无量纲数据形式，其中包括对部分非气动因素进行修正；处理模块2是流程的编译器，其主要功能是将试验数据转化为便于修正、研究的统一形式；

修正模块3，用于剔除试验获得的模型气动特性结果中受各种气动干扰影响的误差；修正模块3是流程矫正器，其主要功能是剔除试验数据所包含的主要系统误差；

导出模块4，用于将流程产生的结果数据，以及处理模块和修正模块产生的部分过程数据导出流程；导出模块4是试验流程的出口，其主要功能是将流程产生的最终结果数据和部分过程数据导出流程，供相关方使用。

在本发明实施例提供的上述低速风洞全机模型测力试验数据处理与修正系统中，通过导入模块、处理模块、修正模块和导出模块的相互作用，可以调和数据处理与修正结果可靠性与时效性的矛盾，流程的模块化设计具有模块间逻辑关系顺畅、各模块功能明确的优点，有利于程序的实现、有利于程序功能的调整和扩展、且有利于降低相关岗位人员的培训难度，提高试验结果的精度。

进一步地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述低速风洞全机模型测力试验数据处理与修正系统中，导入模块1导入的控制参数与数据可以包括流程控制参数、本次试验原始数据和先导试验结果数据等几种类型。

流程控制参数可以包括试验类型参数、模型组成参数、运行时效参数、试验方法参数、修正方法参数等。试验类型参数用于标示试验的类型，至少包括正常试验、支架干扰试验、气流偏角试验；一般正常状态试验需要完成全部流程，其他状态试验不进入修正模块；此处建议默认为正常状态试验。模型组成参数用于标示流程所关心的模型主要组成部件，一般标示项目包括机身、机翼、平尾、垂尾等；模型组成参数是确定数据修正参数的基础，当试验模型不包括某组成部件时，与该部件相关的修正系数需置零，即导入模块1还可以用于当模型不包括某组成部件时，将与该部件相关的修正系数置为零；此处建议默认为全机状态试验。运行时效参数用于标示流程运行时机，分实时与复算两种状态；此处建议默认为实时状态，并具有批量修改选项，即导入模块1还可以用于在运行时效参数中设置有批量修改选项。试验方法参数用于标示本次试验模型姿态角、试验速压、天平安装状态等部分原始数据来源及获取方法；这些原始数据的来源一般包括试验实时测量或试验计划等，获取方法一般包括步进法和连续扫描法。修正方法参数用于标示本次试验数据修正的方法，包括修正项目选择参数，气流偏角修正方法选择参数（角度修正法、载荷修正法）、支架干扰修正方法选择参数（点对点修正方法、拟合修正方法）、阻塞效应修正方法选择参数、升力效应修正方法选择参数等。

本次试验原始数据可以包括试验实时采集的各传感器输出数据、与试验数据处理有关的试验条件和状态数据、与数据修正有关的修正系数等。传感器输出数据一般包括天平、模型姿态角传感器、试验段速压传感器等的输出数据或结果数据。试验条件/状态数据一般包括模型试验段有效横截面积，模型几何特征参数（参考面积、纵向参考长度、横向参考长度），天平安装角（3个方向）、天平安装位置（3个方向），支撑装置（角度）变形系数（5个），名义姿态角、名义速压等。数据修正系数包括：风洞轴向静压梯度、模型（各部件）体积、下洗修正因子δ、流线弯曲修正因子

、速度阻滞系数

等。为简化起见该部分还可以对部分参数进行组合计算。

先导试验结果数据可以包括气流偏角试验结果数据、支架干扰试验结果数据、基准状态试验结果数据、天平空载读数、天平基础读数等。

进一步地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述低速风洞全机模型测力试验数据处理与修正系统中，处理模块2，可以用于确定未受扰动试验段速压、确定理想气流轴系下模型和天平姿态角、计算天平载荷及天平弹性角、计算支撑系统弹性角、模型姿态角弹性修正、天平载荷表述轴系转为理想气流轴系、天平载荷无量纲化。

需要说明的是，未受扰动试验段速压q可以有两个来源，一是名义速压，二是实时测量速压。当导入值来自于名义速压时，不需要对其进行处理。当需要导入实时测量值时，需要事先将传感器电信号依传感器标定公式及速压感受器落差系数等转换为速压形式，即处理模块2可以用于当导入实时测量值时，将传感器电信号转换为速压形式。

确定理想气流轴系下模型和天平姿态角需要分为两种情况：内式天平试验情况和外式天平试验情况。

针对内式天平试验情况：理想气流轴系下模型和天平姿态角的确定方法有三种：直接测量法、间接计算法和组合法。其数据来源包括姿态角传感器测量值、支撑装置到位角（名义角）、天平及支撑装置弹性角及天平安装角。天平安装角转换，由于模型及天平姿态角是在理想气流轴系中定义的，而天平弹性角、天平安装角是在天平轴系中定义的。因此需要将天平弹性角及安装角方向由天平轴系旋转到理想气流轴系方向，再进行角度修正运算。

针对外式天平试验情况：外式天平安装有两种典型安装形式，一是以FL-12风洞机械天平为代表的直接建设在大地的固定式安装，二是以FL-13风洞外式天平为代表的安装于试验段转盘上的单自由度随动安装。固定安装的外式天平，其在理想气流轴系中的姿态角是固定的。此时模型姿态角用直接测量法或间接计算法确定。单自由度随动安装的外式天平，本质上可以按照内式天平处理，但可以根据不同的安装形式和特点，对数据处理公式进行简化或转换。

在具体实施时，在本发明实施例提供的上述低速风洞全机模型测力试验数据处理与修正系统中，处理模块2，具体还可以用于对初读数进行拉格朗日二次插值，获得与吹风状态天平迎角、吹风状态模型迎角或吹风状态模型姿态角一致的初读数，根据获得的初读数、吹风数计算输入值及空载读数，获得天平测量的气动载荷结果。

具体地，计算天平载荷时，由于受自重影响，模型、天平姿态角变化对天平输出是有影响的，这种影响主要表现在（理想气流轴系的）阻力与侧力分量上。为减小吹风状态与采集初读数状态天平、支撑装置等弹性变形不同对天平输出的影响，需要将计算载荷所用吹风数、初读数的姿态角统一一致，同样分内、外式天平两种情况。

对于内式天平而言，除俯仰力矩分量外，对于迎角问题的处理方法为，依据初读数采集时的天平迎角、以吹风状态天平迎角为目标迎角，对初读数进行拉格朗日二次插值，获得与吹风状态天平迎角一致的初读数。当然，在进行单一迎角的横向试验时，为保证插值成功和可靠，需要至少采集三个相近迎角的初读数并保证内插。对俯仰力矩分量的处理方法为，依据初读数采集时的模型迎角、以吹风状态模型迎角为目标迎角，对初读数进行拉格朗日二次插值，获得与吹风状态模型迎角一致的初读数。当然，此时的模型目标迎角应与处理其他分量时的天平目标迎角存在对应关系。

对于外式天平而言，需要考虑模型迎角和侧滑角问题。即依据初读数采集时的模型姿态角、以吹风状态模型姿态角为目标姿态角，对初读数进行拉格朗日二次插值，获得与吹风状态模型姿态角一致的初读数。但实际上，FL-12风洞机械天平及其配套支撑装置在侧滑方向刚度较大，试验时气动载荷造成的侧滑角变化很小，对试验结果的影响可以忽略。因此可以仅进行初读数迎角插值处理。此外，由于客观上横向试验模型迎角不大，天平/支撑系统弹性角变化引起的天平初读数变化也较小，因此横向试验不进行初读数迎角插值也是可行的。

按上述两种情况处理后，将（内式天平试验时天平、外式天平试验时模型）姿态角统一一致的天平初读数、吹风数计算输入值及空载读数代入天平公式，即可获得天平测量的气动载荷结果。

在具体实施时，在本发明实施例提供的上述低速风洞全机模型测力试验数据处理与修正系统中，处理模块2，具体还用于针对内式天平试验，依次通过轴系旋转、原点平移和转风轴将天平载荷表述轴系转为理想气流轴系；针对外式天平试验，依次通过轴系旋转和原点平移将天平载荷表述轴系转为理想气流轴系。

具体地，针对内式天平试验，依次分三步进行，分别为轴系旋转（即轴系方向由天平轴系方向旋转至模型体轴系方向）、平移（即轴系原点由天平轴系原点平移至模型力矩参考点）、转风轴（即轴系方向由模型体轴系方向旋转至理想气流轴系方向）。其中前两步的目的在于将天平载荷表述轴系由天平轴系转换为模型体轴系，后一步的目的是将天平载荷表述轴系由模型体轴系转换为理想气流轴系。

针对外式天平试验，对于FL-12风洞机械天平为代表的“气流轴系天平”而言，天平载荷转为理想气流轴系可分两步进行，即轴系旋转（即轴系方向由天平轴系方向旋转至理想气流轴系方向）与原点平移（即轴系原点由天平轴系原点平移至模型力矩参考点）。

需要补充说明的是，处理模块2还可以进行滚转影响修正。由于模型及天平滚转产生的影响包括两方面，一是模型及天平在理想气流轴系中的姿态角会发生变化，二是会对天平测量结果产生影响。考虑到外式机械天平刚性较大，该项修正主要针对内式天平试验进行。

风洞试验中，测量模型及天平姿态角的传感器多数是以风洞轴系为基准进行测量的。当模型及天平存在滚转时，测量的姿态角就有偏差。当客观存在滚转角时，迎角实际上应当是俯仰角、侧滑角实际上是偏航角，模型真实迎角及侧滑角与俯仰角、偏航角及滚转角的关系如下：

其中，下标u表示未进行滚转修正的姿态角，

表示迎角，

表示俯仰角，

表示侧滑角，

表示偏航角，

表示滚转角。

与俯仰方向类似，支撑装置滚转弹性也会对试验结果产生影响。由于试验中难以直接获得不同滚转角下天平初读数结果，不能采用初读数插值的方法（即统一初读数与吹风数姿态角）对这一干扰进行修正。但通过在天平支杆端及模型上安装滚转传感器，却能获得采初读数与采吹风数时支杆的滚转变形量。因此可以进行简化修正，修正量具体表述为：

其中，

、

分别为采集吹风数与采集初读数时天平滚转角之差和模型滚转角之差，通常情况下，为简化试验，可以认为

≈

。H、L分别为模型自身重心到力矩参考点的高度及轴向距离。

表示天平俯仰角、

示天平偏航角、

表示模型俯仰角、

表示模型偏航角、

表示来流速压、

表示机翼参考面积、

表示机翼平均气动弦长、

表示机翼展长、G表示模型重量、

表示阻力系数修正量、

表示侧力系数修正量、

表示气流轴俯仰力矩系数修正量、

表示气流轴偏航力矩系数修正量、

表示气流轴滚转力矩系数修正量。

进一步地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述低速风洞全机模型测力试验数据处理与修正系统中，修正模块3可以包括支架干扰修正单元、气流偏角偏正单元和洞壁干扰修正单元。

支架干扰修正单元，用于将支架干扰量分为近场干扰量和远场干扰量两部分，以及将支架干扰试验姿态角范围覆盖设定的试验姿态角范围。其中近场干扰量是指可以通过支架干扰试验获得的支架量，而远场干扰量是指不能通过试验直接获得的支架量。支架干扰试验姿态角范围应覆盖正式试验姿态角范围，以实现所引用的支架干扰量为内插结果的目的。

气流偏角偏正单元，用于利用修气动参数的方法修正气流偏角。需要说明的是，气流偏角修正一般是以修角度的方法进行的，其基础是在空风洞模型区域不同位置的气流点流向差异不大，其基本思想是将试验结果数据由理想气流轴系转换到气流轴系，其基本方法是角度修正和轴系转换。这种修正方法的修正参数只有平均气流偏角，对气流点流向差异较大的情况适应性不强，也就是修正后差较大。此外，在本发明中还可以用修气动参数的方法修正气流偏角，理论上这一方法能够较好地适应气流点流向有所差异的情况，其基本思想是将（在理想气流轴系中表述的）气流轴系的模型气动特性修正为理想气流轴系气动特性（即消除气流轴系的模型气动特性与理想气流轴系气动特性的差异）。

洞壁干扰修正单元，用于进行风洞轴向静压梯度修正、阻塞效应修正以及升力效应修正。即洞壁干扰修正主要包括风洞轴向静压梯度修正、阻塞效应修正以及升力效应修正等。从工程应用角度看，目前通行的洞壁干扰理论已基本完善，基本可以满足全机测力试验的需要。

在试验中洞壁干扰影响实际上是同时产生的。统一后洞壁干扰修正表述为：

其中，下标

表示进行该步修正前的值，

表示平尾，

表示来流速压、

表示阻塞修正系数、

表示迎角/俯仰角、

表示迎角修正因子、

表示阻力修正因子、

表示升力修正因子，

表示阻力系数、

表示升力系数、

表示侧力系数、

表示机翼力矩修正因子、

表示水平浮力引起的附加阻力系数、

表示滚转力矩系数、

表示偏航力矩系数、

表示俯仰力矩系数、

表示滚转力矩系数修正量。

进一步地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述低速风洞全机模型测力试验数据处理与修正系统中，导出模块4，具体可以用于将气流轴系下流程产生的结果数据，以及处理模块和修正模块产生的部分过程数据转换为机体坐标轴系下的数据，并将转换后的机体坐标轴系下的数据导出流程。

需要说明的是，按现行国家标准、国家军用标准及基地相关规范要求，全机测力试验最终结果的通常需要按GJB16638规定的气流坐标轴系、机体坐标轴系给出。处理和修正模块的气流轴系和体轴系均采用俄系定义，给出了气流轴系下的修正后结果，而未转化到体轴系，且未转换到最终国标定义轴系下的结果。因此，首先需将气流轴系结果转换为体轴系，其转换公式为：

其中，

表示轴向力系数、

表示法向力系数、

表示横向力系数、

表示滚转力矩系数、

表示偏航力矩系数、

表示俯仰力矩系数、

表示阻力系数、

表示升力系数、

表示侧力系数、

表示气流轴滚转力矩系数、

表示气流轴偏航力矩系数、

表示气流轴俯仰力矩系数、

表示机翼平均气动弦长、

表示机翼展长。

国标定义的体轴系、气流轴系及其中的力学量与俄系定义的转换较为简单，因为仅偏航力矩的方向相反，其他量则完全相同。

因此，按国标定义的气流轴系下结果为：

其中，

表示国标定义的升力系数、

表示升力系数、

表示国标定义的阻力系数、

表示阻力系数、

表示国标定义的气流轴俯仰力矩系数、

表示气流轴俯仰力矩系数、

表示国标定义的侧力系数、

表示侧力系数、

表示国标定义的气流轴偏航力矩系数、

表示气流轴偏航力矩系数、

表示国标定义的气流轴滚转力矩系数、

表示气流轴滚转力矩系数。

机体坐标轴系下的结果为：

其中，

表示国标定义的法向力系数、

表示法向力系数、

表示国标定义的轴向力系数、

表示轴向力系数、

表示国标定义的俯仰力矩系数、

表示俯仰力矩系数、

表示国标定义的横向力系数、

表示横向力系数、

表示国标定义的偏航力矩系数、

表示偏航力矩系数、

表示国标定义的滚转力矩系数、

表示滚转力矩系数。

本发明用统一的标准公式来表达各处理参数之间的转换关系，能够避免需要工人调整参数符号等情况的发生，减少人为错误的影响。

在具体实施时，在本发明实施例提供的上述低速风洞全机模型测力试验数据处理与修正系统中，除模型气动特性外，导出模块4输出的试验数据至少还应包括模型姿态角等。导出模块4除需要输出试验最终结果数据外，还需要将数据处理与修正流程的部分过程数据记录输出。部分过程数据是以各试验车次更新的方式记录在固定的过程数据文件中，记录内容至少包括当前姿态角、速压及与气动特性相关的量，如天平读数与载荷、气动特性等；至少需要在完成下述数据处理与修正工作后记录过程数据：天平及其他传感器读数导入、天平载荷初算、模型姿态角确定、天平最终载荷计算、天平载荷轴系转换（包括平移与旋转）、无量纲化、支架干扰修正（包括远场与近场支架）、气流偏角修正、洞壁干扰修正。

需要指出的是，本发明实施例提供的上述低速风洞全机模型测力试验数据处理与修正系统中，模块内部关系简单；在补充、完善、修改数据处理与修正具体方法上，可利用现代计算手段、引入当前相关研究成果、适当取消不必要的简化方法，这样能够进一步提高试验结果的精度。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器（RAM）、内存、只读存储器（ROM）、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

综上，本发明实施例提供的一种低速风洞全机模型测力试验数据处理与修正系统，包括：导入模块，用于将数据处理与流程所需的控制参数与数据导入流程；处理模块，用于将试验获得的模型气动特性结果中各类数据转化为理想气流轴系下的无量纲数据形式，其中包括对部分非气动因素进行修正；修正模块，用于剔除试验获得的模型气动特性结果中受各种气动干扰影响的误差；导出模块，用于将流程产生的结果数据，以及处理模块和修正模块产生的部分过程数据导出流程。这样通过导入模块、处理模块、修正模块和导出模块的相互作用，可以调和数据处理与修正结果可靠性与时效性的矛盾，流程的模块化设计具有模块间逻辑关系顺畅、各模块功能明确的优点，有利于程序的实现、有利于程序功能的调整和扩展、且有利于降低相关岗位人员的培训难度，提高试验结果的精度。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上对本发明所提供的低速风洞全机模型测力试验数据处理与修正系统进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种低速风洞全机模型测力试验数据处理与修正系统，其特征在于，包括：

导入模块，用于将数据处理与流程所需的控制参数与数据导入流程；

处理模块，用于将试验获得的模型气动特性结果中各类数据转化为理想气流轴系下的无量纲数据形式，其中包括对部分非气动因素进行修正；

修正模块，用于剔除试验获得的模型气动特性结果中受各种气动干扰影响的误差；

导出模块，用于将流程产生的结果数据，以及所述处理模块和所述修正模块产生的部分过程数据导出流程。

2.根据权利要求1所述的低速风洞全机模型测力试验数据处理与修正系统，其特征在于，所述导入模块导入的控制参数与数据包括流程控制参数、本次试验原始数据和先导试验结果数据；其中，

所述流程控制参数包括试验类型参数、模型组成参数、运行时效参数、试验方法参数、修正方法参数；

所述本次试验原始数据包括试验实时采集的各传感器输出数据、与试验数据处理有关的试验条件和状态数据、与数据修正有关的修正系数；

所述先导试验结果数据包括气流偏角试验结果数据、支架干扰试验结果数据、基准状态试验结果数据、天平空载读数、天平基础读数。

3.根据权利要求2所述的低速风洞全机模型测力试验数据处理与修正系统，其特征在于，所述导入模块，还用于当模型不包括某组成部件时，将与该部件相关的修正系数置为零；还用于在所述运行时效参数中设置有批量修改选项。

4.根据权利要求1所述的低速风洞全机模型测力试验数据处理与修正系统，其特征在于，所述处理模块，用于确定未受扰动试验段速压、确定理想气流轴系下模型和天平姿态角、计算天平载荷及天平弹性角、计算支撑系统弹性角、模型姿态角弹性修正、天平载荷表述轴系转为理想气流轴系、天平载荷无量纲化。

5.根据权利要求4所述的低速风洞全机模型测力试验数据处理与修正系统，其特征在于，所述处理模块，具体用于当导入实时测量值时，将传感器电信号转换为速压形式；根据姿态角传感器测量值、支撑装置到位角、天平及支撑装置弹性角及天平安装角，通过直接测量法、间接计算法或组合法确定理想气流轴系下模型和天平姿态角。

6.根据权利要求5所述的低速风洞全机模型测力试验数据处理与修正系统，其特征在于，所述处理模块，具体还用于对初读数进行拉格朗日二次插值，获得与吹风状态天平迎角、吹风状态模型迎角或吹风状态模型姿态角一致的初读数，根据获得的初读数、吹风数计算输入值及空载读数，获得天平测量的气动载荷结果。

7.根据权利要求6所述的低速风洞全机模型测力试验数据处理与修正系统，其特征在于，所述处理模块，具体还用于针对内式天平试验，依次通过轴系旋转、原点平移和转风轴将天平载荷表述轴系转为理想气流轴系；针对外式天平试验，依次通过轴系旋转和原点平移将天平载荷表述轴系转为理想气流轴系。

8.根据权利要求1所述的低速风洞全机模型测力试验数据处理与修正系统，其特征在于，所述修正模块包括支架干扰修正单元、气流偏角偏正单元和洞壁干扰修正单元；其中，

所述支架干扰修正单元，用于将支架干扰量分为近场干扰量和远场干扰量，以及将支架干扰试验姿态角范围覆盖设定的试验姿态角范围；

所述气流偏角偏正单元，用于利用修气动参数的方法修正气流偏角；

所述洞壁干扰修正单元，用于进行风洞轴向静压梯度修正、阻塞效应修正以及升力效应修正。

9.根据权利要求1所述的低速风洞全机模型测力试验数据处理与修正系统，其特征在于，所述导出模块，具体用于将气流轴系下流程产生的结果数据，以及所述处理模块和所述修正模块产生的部分过程数据转换为机体坐标轴系下的数据，并将转换后的机体坐标轴系下的数据导出流程。

10.根据权利要求9所述的低速风洞全机模型测力试验数据处理与修正系统，其特征在于，所述部分过程数据是以各试验车次更新的方式记录在固定的过程数据文件中，记录内容至少包括当前姿态角、速压及与气动特性相关的量，以及在完成数据处理与修正工作后记录的过程数据。

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