CN117284508A - 一种气动相对压差分布与热模拟试验系统及其试验方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种气动相对压差分布与热模拟试验系统及其试验方法，其中一种气动相对压差分布与热模拟试验系统，包括热风系统、出流口组件、试验舱主体、供质系统、冷却系统以及补风系统，热风系统与试验舱主体之间通过出流口组件相连，供质系统给试验件提供一定压力的冷却剂，试验舱主体内设有加热机构，对试件进行加热，热风系统通过出流口组件对试验舱内试件上气压分布进行调节，保证发汗压力与表面上气压之差（相对压差）的分布与飞行试验的气动相对压差分布一致，同时采用热风以保证发汗冷却气体不发生相变，本发明能够真实地模拟高空环境中高超声速飞行器表面上相对压差分布对试件上发汗冷却效果的影响。

Description

一种气动相对压差分布与热模拟试验系统及其试验方法

技术领域

本发明涉及高超声速飞行器气动相对压差与热模拟技术领域，特别涉及一种气动相对压差分布与热模拟试验系统及其试验方法。

背景技术

在航天领域，随着临近空间高超声速飞行器的发展，对于高温防热材料的要求越来越高，比如飞行器以马赫数10飞行时，气体总温高达4000K以上，远高于现有金属、非金属材料的熔点，被动防热方案无法满足下一代高超声速飞行器热防护的需求。发汗冷却技术是目前新型的主动冷却试验技术之一，国际上在这方面进行了大量的基础研究工作，其通过将液体或气体冷却介质通入多孔介质材料的毛细孔，通过冷却介质输送到材料表面，利用相变或热阻塞效应带走热量，从而实现材料本身温度的降低，发汗冷却具有非常高的冷却效率。

高超声速飞行器飞行过程中会承受剧烈的气动加热，热防护系统必不可少，在真正投入使用前，高超声速飞行器必须进行热防护与热结构试验考核。目前，主要的测试方法是电弧、等离子体风洞考核、电感应加热或石英灯阵加热考核，这些传统热考核方法对被动防热方案是可行的，但对主动热防护，尤其发汗冷却的模拟程度是无法回答的，因为试验件的相对压差分布与高超声速飞行器上飞行时的相对压差分布不一致，导致不能真实地模拟高空环境中高超声速飞行器上气压分布对发汗冷却效果的影响。

中国公开专利CN207703750U《辐射加热-发汗冷却试验装置》，该装置可进行不同辐射热流条件下、不同冷却流量下的地面试验，不同试验参数连续可调，但是该装置依旧在试验中缺少了热气流的流动条件，不能真实地模拟高空环境中高超声速飞行器上气压分布对发汗冷却效果的影响。

发明内容

本发明针对现有技术存在的问题，提供一种气动相对压差分布与热模拟试验系统及其试验方法，本申请中提到的气动相对压差为高超声速飞行器上发汗压力与表面上气压之差，本申请模拟试验系统主要是为了保证在地面试验中试件上相对压差分布与高超声速飞行器飞行过程中的飞行器表面上相对压差分布一致，能够真实地模拟高空环境中高超声速飞行器表面上相对压差分布对试件上发汗冷却效果的影响。

为达到上述目的所采取的技术方案是：

一种气动相对压差与热模拟试验系统，其特征在于，包括热风系统、出流口组件、试验舱主体、冷却系统、供质系统以及补风系统，所述热风系统与试验舱主体之间通过出流口组件相连，出流口组件对从热风系统的热风进行收集以及对喷入试验舱主体内热风的角度位置与速度的调节以实现发汗压力与表面上气压之差（相对压差）的分布与飞行试验的气动相对压差分布一致，同时采用热风以保证发汗冷却气体不发生相变，所述热风系统与试验舱主体之间设有热风循环组件，热风循环组件对吹入试验舱主体内的热风引导回热风系统内，所述冷却系统与系统内的各个电子件均相连，对试验舱主体内试验件表面进行冷却降温的同时保证系统内电子件在高温环境下能够正常工作，所述供质系统与试验舱主体内的试验台相连，对试件进行发汗冷却，所述补风系统与试验舱主体相连，对试验舱主体处于负压状态时进行补风；

所述试验舱主体内设有试验台、试验台平移机构以及加热机构，所述试验台与试验台平移机构相连，试验台平移机构带动试验台沿试验台平移机构移动，所述加热机构设于试验台旁，加热机构对试验台上的试验件进行加热。

进一步的，所述试验台包括框架、防护板、静平台以及动平台；

所述防护板包围着框架进行设置，所述防护板根据包围框架的位置分为顶防护板、底防护板以及侧防护板，所述顶防护板上开设有安装槽，所述静平台设置于顶防护板上的安装槽处，所述静平台与顶防护板之间设有柔性隔热层，所述动平台与静平台之间通过安装架相连，所述动平台可进行水平面的调节。

进一步的，所述动平台为六自由度动平台，所述动平台的控制端设于底防护板上。

进一步的，所述底防护板上均匀布设有水冷散热片，所述侧防护板上设有水冷管接头，且分别与冷却系统以及水冷散热片相连。

进一步的，所述试验台平移机构包括第一导轨、第一驱动电机、第一链条以及第一移动滑板，所述第一驱动电机输出端与第一链条相连，所诉链条与导轨间相平行，所述移动滑板与链条之间固定相连，所述移动滑板与导轨之间滑动连接，所述移动滑板与试验台底部固定相连。

进一步的，所述加热机构包括水平移动组件、升降组件以及加热屏，所述升降组件通过第二移动滑板设于水平移动组件上，沿水平移动组件进行水平向的移动，所述加热屏通过第三移动滑板垂直设于升降组件上，沿升降组件进行竖直向的移动。

进一步的，所述加热屏由安装框以及多个均匀布设于安装框内的加热灯管组成，所述安装框外侧分别开设有冷却水进口以及冷却水出口，所述冷却水进口以及冷却水出口均与冷却系统相连。

进一步的，所述热风系统包括隔热式框架结构，所述隔热式框架结构内均匀开设有多个安装空间，每个安装空间内均设有变频热风机，每个所述变频热风机的出风口管道通过中间过渡管道与出流口组件分别单独对接。

进一步的，所述出流口组件包括安装箱体，所述安装箱体内均匀布设有和热风机配套设置的出流口管道，所述出流口管道与安装箱体之间设有前后调节组件以及角度调节组件，所述出流口管道前端转动设有球形喷头；

所述前后调节组件包括电动滑台，所述电动滑台的上滑板与出流口管道相连，出流口管道水平设于电动滑台的上滑板上，所述出流口管道由内套筒和外套筒组成，其中外套筒与电动滑台的上滑板之间固定连接，内套筒与电动滑台尾端固定段固定相连；

所述角度调节组件包括电动推杆，所述电动推杆设于电动滑台上滑板的下方，所述球形喷头的底部设有调节杆，所述电动推杆的输出端与调节杆之间转动连接。

进一步的，所述供质系统是由冷却剂、冷却剂箱、泵及控制系统组成。

本发明还公开了一种气动相对压差与热模拟试验系统的模拟试验方法，包括以下步骤：

步骤A：在进行模拟试验前，把带有压力传感器的标定试验件安装到试验舱主体内的试验台上，在冷风加载的情况下标定气压分布，通过调节出流口组件的风口方位以及风速来满足标定试验件上相对压差分布与高空环境中飞行试验的气动相对压差分布一致；

步骤B：将标定试验件换为真实试验件，并连接供质系统；

步骤C：通过加热机构对试验台上真实试验件进行加热，以达到表面温度要求，加热完毕后，将加热机构移开；

步骤D：供质系统给试验件提供一定压力的冷却剂,进行发汗冷却试验；同时，通过调节好的热风系统对真实试验件进行吹风，并根据要求测定的各种试验条件进行测试，并获取各种试验测试结果，即气动相对压差、发汗量与表面温度三者的关系，气动相对压差分布对表面温度的影响规律；

步骤E：在步骤B-D中，根据试验舱主体内的压力，通过补风系统对试验舱主体内的压力进行实时调节，以保证试验的安全性。

本发明所具有的有益效果为：

1.本发明系统内采用热风系统、出流口组件、供质系统以及试验舱主体内的加热机构和试验台的配合，实现了在地面试验中相对压差分布对试验件的发汗冷却影响，能够有效地模拟高空环境中高超音速飞行器发汗冷却的效果。

2.本发明出流口组件采用多个出流口管道相配合，且每个出流口管道均可以进行单独的调节角度与伸出距离，增加试验件上气压分布模拟真实性。

3.本发明系统中试验舱主体内的试验台中动平台采用六自由度动平台，能够有效的模拟试验件的各种飞行姿态。

附图说明

图1为本发明系统示意图；

图2为本发明中热风系统示意图；

图3为本发明中出流口组件示意图；

图4为本发明中出流口管道示意图；

图5为本发明中试验舱主体内部示意图；

图6为本发明中试验台平移机构示意图；

图7为本发明中试验台结构示意图。

其中，1-热风系统，101-隔热式框架结构，102-安装空间，103-变频热风机，2-出流口组件，201-安装箱体，202-出流口管道，203-前后调节组件，204-角度调节组件，205-电动滑台，206-上滑板，207-内套筒，208-外套筒，209-电动推杆，210-球形喷头，211-调节杆，3-试验舱主体，301-试验台，302-试验台平移机构，303-加热机构，304-框架，305-防护板，306-静平台，307-动平台，308-安装槽，309-柔性隔热层，310-安装架，311-第一导轨，312-第一驱动电机，313-第一链条，314-第一移动滑板，315-水平移动组件，316-升降组件，317-加热屏，318-第二移动滑板，319-第三移动滑板，320-安装框，321-加热灯管，4-冷却系统，5-补风系统，6-热风循环组件，7-供质系统。

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

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。

如图1-7所示，本实施例公开了一种气动相对压差分布与热模拟试验系统，包括热风系统1、出流口组件2、冷却系统4、补风系统5、控制系统、试验舱主体3以及供质系统7，其中控制系统与热风系统1、冷却系统4、补风系统5以及试验仓主体3之间均电性连接，供质系统7与试验舱主体3内的试验台301相连，对试件进行发汗冷却,热风系统1通过出流口组件2与试验舱主体3相连通，热风系统1内产生热气流并通过出流口组件2进入到试验舱主体3内，进行试验舱内的热气流模拟，试验舱主体3与热风系统1之间还设有热风循环组件6，热风循环组件6将试验舱主体3内的热气流通过热风循环组件6循环回热风系统1内，补风系统5与试验舱主体3相连，为往试验舱内密闭式补风机构，补风系统5实时监控试验舱主体3内气压，当为负压时，补风系统5对试验舱主体3进行补风，补偿试验舱主体3内因吹风产生的压差，保障热风系统1的热风循环；

控制系统4采用常规的PLC控制，能够根据用户设定的工艺进行自动调控，也可根据用户的需要进行手动调控，同时控制系统4内设有实时摄像模块，能够在试验过程中进行实时的录像记录，同时控制系统4内具有精准监控、操作便捷、欠压、超温、过电流自动联锁及报警、保护切断主电源的功能；

供质系统7设于试验舱主体3外，并经由试验舱主体3的墙壁与试验舱主体3内的试验台301相连，进而对位于试验台301上的试验件提供冷却剂。

如图1所示，试验舱主体3内墙壁以及舱顶结构采用五层材料构成，其由内至外依次为吸音装饰层、吸音隔热层、隔热层、框架主体以及密封层，其中吸音装饰层采用的为SUS304不锈钢孔板，吸音隔热层采用的为硅酸铝纤维棉毡，隔热层采用的为聚酸纤维吸音板，框架主体采用的为Q235A框架结构，并且通过岩棉板填充骨架，密封层采用的为SUS304钢板，该五层结构能够具有可靠的密封和吸音、隔音降噪效果，可有效的将试验区域与外界空间进行隔音隔热处理；

同时SUS304不锈钢孔板由SUS304不锈钢板按照特定的模具，在精密数控冲床上连续冲裁而成的一种网状产品，具有很强的减震能力、消音能力和过滤能力，抗湿性强，能在水环境下工作；

聚酯纤维吸音板具有吸音隔热保温特性，而且板的材质均匀坚实,富有弹性、韧性、耐磨、抗冲击、耐撕裂、不易划破、板幅大；

硅酸铝纤维棉毡采用特制硅酸铝陶瓷纤维长丝经特别的双面针刺工艺成型，经过双面针刺工艺后大大提高了纤维的交织程度、抗分层性能、抗拉强度和表面的平整度，纤维毯不含任何有机结合剂，以确保陶瓷纤维毯在高温、低温工况下均具有良好的可造性和稳定性。其颜色洁白、尺寸规整，集耐火、隔热、保温于一体。不含任何结合剂，在中性、氧化气氛下长期使用时仍能保持良好的抗拉强度、韧性和纤维结构，耐温为950-1400℃。陶瓷纤维毯具有低导热率、低热容量、优良的化学稳定性、 优良的热稳定性、及抗震性、优良的抗拉强度、优良的吸音性；

岩棉作为填充框架主体骨架的材质，具有保温隔热性能优异，导热系数小，隔热性能比较稳定，防火性能好，能够达到A级不燃材料标准，吸音性能好，具有优异的隔声、降噪效果。

如图5-7所示，试验舱主体3内设有试验台301、试验台平移机构302以及加热机构303，试验台平移机构302可带动试验台301在试验台平移机构302上进行水平向的移动，以便于加热机构303对试验台301上的试验件进行加热，加热机构303有水平移动组件315、升降组件316、加热屏317、第二移动滑板318以及第三移动滑板319，升降组件316通过第二移动滑板318设于水平移动组件315上，沿水平移动组件315进行水平向的移动，加热屏317通过第三移动滑板319垂直设于升降组件316上，沿升降组件316进行竖直向的移动，实现对加热屏317位置的调节，加热屏317由安装框320以及多个均匀布设于安装框320内的加热灯管321组成，安装框320外侧分别开设有冷却水进口以及冷却水出口，冷却水进口以及冷却水出口均与冷却系统4相连，在本实施例中由加热灯管321组成的加热单元共设有两组，每组加热单元内加热灯管321的数量为66根，其中每根加热灯管的功率为3Kw，对物体加热由两组加热单元同时加热，总最大功率为2×66×3=396Kw，同时也可以进行分区域单独只能调控，在加热屏317对试验台301上的试验件进行辐射加热，在加热过程中，加热灯管321需要进行水冷，冷却系统4通过冷却水进口以及冷却水出口对加热屏进行冷却。

如图5-7所示，加热灯管321采用石英加热灯，其中短波波长介于0.78-1.4um之间，灯丝温度介于1800-2400℃，使用寿命为5000小时左右，短波红外辐射器特点是升温迅速（1秒可达到满功率输出）、热惯性极小、加热效率高，通常对金属的加热性能更高，可以用在真空、水性、油性、易燃气体等环境中，可以竖直使用，具有耐高温性、耐腐蚀性、耐冷热交变性。

如图5-7所示，本实施例中，试验台平移机构302包括第一导轨311、第一驱动电机312、第一链条313以及第一移动滑板314，第一驱动电机312输出端与第一链条313相连，所诉第一链条313与第一导轨311间相平行，第一移动滑板314与第一链条313之间固定相连，第一移动滑板314与第一导轨311之间滑动连接，第一移动滑板314与试验台301底部固定相连，第一驱动电机312带动第一链条313进行移动，从而带动第一移动滑板314进行水平向的移动，进而带动试验台301在试验台平移机构302上进行水平移动。

如图5-7所示，试验台301包括框架304、防护板305、静平台306以及动平台307，防护板305包围着框架304进行设置，防护板305根据包围框架304的位置分为顶防护板、底防护板以及侧防护板，顶防护板上开设有安装槽308，静平台306设置于顶防护板上的安装槽308处，静平台306与顶防护板之间设有柔性隔热层309，动平台307与静平台306之间通过安装架310相连，动平台307可进行水平面的调节，动平台307为六自由度动平台，动平台307的控制端设于底防护板上，底防护板上均匀布设有水冷散热片，侧防护板上设有水冷管接头，且分别与冷却系统4以及水冷散热片相连。

如图1所示，冷却系统4采用出水箱存储自来水，监测排水管出水温度通过水泵供给冷水给发热元件散热，最后排入排水沟，其采用变频水泵配合电动球阀智能供给冷却水，可节省水资源；

本实施例中，水箱尺寸采用3000mm×3000mm×2000mm，容量约18m³；

冷却系统4所需冷却流量计算：实验舱中，需要进行冷却共三部分，石英灯加热器，六自由度转动台，实验结束后的高温空气，石英灯加热器的设计参数要求正常工作时的每台冷却水流量不低于100L/min，石英灯预计加热600s，共10分钟，所需冷却水总量为100×10×2=2m³；六自由度转动台内部冷却结构设计要求冷却水流量为0.9m3/h，整个实验过程时长1.5h，所需冷却水总量为0.9×1.5=1.35m³；实验结束后的高温空气冷却，110℃空气密度为0.922kg/m³，比热容为1.009kJ/(kg·K)，将高温空气冷却至20℃，温度变化为90K，空气总量为335.2m³；20℃水密度为998.2kg/m³，比热容为4.184KJ/kgK，假设水在冷却高温空气过程中平均温升10K，所需冷却水总量为335.2×0.922×1.009×90/998.2/4.184/10=0.672m³；按照200%的安全系数设计，整个冷却过程中，所需的冷却水总量为2×(2+1.35+0.672)=8.044m³。

如图2所示，热风系统1包括隔热式框架结构101，隔热式框架结构101内均匀开设有多个安装空间102，每个安装空间102内均设有变频热风机103，每个变频热风机103的出风口管道通过中间过渡管道与出流口组件2分别单独对接，本实施例中，热风系统1设置在长9.5米×宽4米×高3.8米的密闭空间里面，墙体设计为隔音、隔热式框架结构，内置摄像头和温度传感器，特设空调来调节室内温度，使进风系统内部空间温度保持在一定范围，其中变频热风机103共设有24台，24台变频热风机103根据出风口阵列最优布置，出风口各自单独固定在减震地面上，各自配置控制器进行单独控制操作，每台变频热风机103可独自运行，每台变频热风机103的出风口管道通过中间过渡段管道单独对接出流口管道和24套出流口组件进行一对一匹配对接，其中出风口管道用1.5t的镀锌板制作，中间层使用25t的隔热棉，管外包裹锡箔纸固定，本发明中热风系统采用110热风进行试验，以防止温度过低对发汗冷却试验造成影响。

如图3-4所示，出流口组件2包括安装箱体201，安装箱体201内均匀布设有和变频热风机103配套设置的多个出流口管道202，出流口管道202与安装箱体201之间设有前后调节组件203以及角度调节组件204，出流口管道202前端转动设有球形喷头210，前后调节组件203对出流口管道202的前后伸出距离进行调节，角度调节组件204对球形喷头210的角度进行调节；

前后调节组件203包括电动滑台205，电动滑台205的上滑板206与出流口管道202相连，出流口管道202水平设于电动滑台205的上滑板206上，出流口管道202由内套筒207和外套筒208组成，其中外套筒208与电动滑台205的上滑板206之间固定连接，内套筒207与电动滑台205尾端固定段固定相连，电动滑台205带动上滑板206进行移动，进而电动外套筒208向前移动，进而调节出流口管道202的前后伸出距离；

角度调节组件204包括电动推杆209，电动推杆209设于电动滑台205上滑板206的下方，球形喷头210的底部设有调节杆211，电动推杆209的输出端与调节杆211之间转动连接，电动推杆209向前或向后伸出，进而带动调节杆211沿着电动推杆209的前端进行转动，从而带动球形喷头210进行角度上的调节。

本发明在使用时，包括以下步骤：

步骤A：在进行模拟试验前，把带有压力传感器的标定试验件安装到试验舱主体内的试验台上，在冷风加载的情况下标定气压分布，通过调节出流口组件的风口方位以及风速来满足标定试验件上相对压差分布与高空环境中飞行试验的气动相对压差分布一致；

步骤B：将标定试验件换为真实试验件，并连接供质系统；

步骤C：通过加热机构对试验台上真实试验件进行加热，以达到表面温度要求，加热完毕后，将加热机构移开；

步骤D：供质系统给试验件提供一定压力的冷却剂,进行发汗冷却试验；同时，通过调节好的热风系统对真实试验件进行吹风，并根据要求测定的各种试验条件进行测试，并获取各种试验测试结果，即气动相对压差、发汗量与表面温度三者的关系，气动相对压差分布对表面温度的影响规律；

步骤E：在步骤B-D中，根据试验舱主体内的压力，通过补风系统对试验舱主体内的压力进行实时调节，以保证试验的安全性。

本专利中使用了“第一”、“第二”等词语来限定零部件的话，本领域技术人员应该知晓：“第一”、“第二”的使用仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，上述词语并没有特殊的含义。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及等同物界定。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“中心”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、为特定的方位构造和操作，因而不能理解为对本发明保护内容的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

Claims (10)

1.一种气动相对压差分布与热模拟试验系统，其特征在于，包括热风系统、出流口组件、试验舱主体、冷却系统、供质系统以及补风系统，所述热风系统与试验舱主体之间通过出流口组件相连，出流口组件对从热风系统的热风进行收集以及对喷入试验舱主体内热风的角度位置与速度的调节以实现发汗压力与表面上气压之差（相对压差）的分布与飞行试验的气动相对压差分布一致，同时采用热风以保证发汗冷却气体不发生相变，所述热风系统与试验舱主体之间设有热风循环组件，热风循环组件对吹入试验舱主体内的热风引导回热风系统内，所述冷却系统与系统内的各个电子件均相连，保证系统内电子件在高温环境下能够正常工作，所述供质系统与试验舱主体内的试验台相连，给试验件提供一定压力的冷却剂，所述补风系统与试验舱主体相连，对试验舱主体处于负压状态时进行补风；

所述试验舱主体内设有试验台、试验台平移机构以及加热机构，所述试验台与试验台平移机构相连，试验台平移机构带动试验台沿试验台平移机构移动，所述加热机构设于试验台旁，加热机构对试验台上的试验件进行加热。

2.根据权利要求1所述的一种气动相对压差分布与热模拟试验系统，其特征在于，所述试验台包括框架、防护板、静平台以及动平台；

所述防护板包围着框架进行设置，所述防护板根据包围框架的位置分为顶防护板、底防护板以及侧防护板，所述顶防护板上开设有安装槽，所述静平台设置于顶防护板上的安装槽处，所述静平台与顶防护板之间设有柔性隔热层，所述动平台与静平台之间通过安装架相连，所述动平台可进行水平面的调节。

3.根据权利要求2所述的一种气动相对压差分布与热模拟试验系统，其特征在于，所述动平台为六自由度动平台，所述动平台的控制端设于底防护板上。

4.根据权利要求3所述的一种气动相对压差分布与热模拟试验系统，其特征在于，所述底防护板上均匀布设有水冷散热片，所述侧防护板上设有水冷管接头，且分别与冷却系统以及水冷散热片相连。

5.根据权利要求2所述的一种气动相对压差分布与热模拟试验系统，其特征在于，所述试验台平移机构包括第一导轨、第一驱动电机、第一链条以及第一移动滑板，所述第一驱动电机输出端与第一链条相连，所述第一链条与第一导轨间相平行，所述第一移动滑板与链条之间固定相连，所述第一移动滑板与导轨之间滑动连接，所述第一移动滑板与试验台底部固定相连。

6.根据权利要求1所述的一种气动相对压差分布与热模拟试验系统，其特征在于，所述加热机构包括水平移动组件、升降组件以及加热屏，所述升降组件通过第二移动滑板设于水平移动组件上，沿水平移动组件进行水平向的移动，所述加热屏通过第三移动滑板垂直设于升降组件上，沿升降组件进行竖直向的移动。

7.根据权利要求6所述的一种气动相对压差分布与热模拟试验系统，其特征在于，所述加热屏由安装框以及多个均匀布设于安装框内的加热灯管组成，所述安装框外侧分别开设有冷却水进口以及冷却水出口，所述冷却水进口以及冷却水出口均与冷却系统相连。

8.根据权利要求1所述的一种气动相对压差分布与热模拟试验系统，其特征在于，所述热风系统包括隔热式框架结构，所述隔热式框架结构内均匀开设有多个安装空间，每个安装空间内均设有变频热风机，每个所述变频热风机的出风口管道通过中间过渡管道与出流口组件分别单独对接。

9.根据权利要求8所述的一种气动相对压差分布与热模拟试验系统，其特征在于，所述出流口组件包括安装箱体，所述安装箱体内均匀布设有和热风机配套设置的多个出流口管道，所述出流口管道与安装箱体之间设有前后调节组件以及角度调节组件，所述出流口管道前端转动设有球形喷头；

所述前后调节组件包括电动滑台，所述电动滑台的上滑板与出流口管道相连，出流口管道水平设于电动滑台的上滑板上，所述出流口管道由内套筒和外套筒组成，其中外套筒与电动滑台的上滑板之间固定连接，内套筒与电动滑台尾端固定段固定相连；

所述角度调节组件包括电动推杆，所述电动推杆设于电动滑台上滑板的下方，所述球形喷头的底部设有调节杆，所述电动推杆的输出端与调节杆之间转动连接。

10.基于权利要求1-9任一项所述的一种气动相对压差分布与热模拟试验系统的试验方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤A：在进行模拟试验前，把带有压力传感器的标定试验件安装到试验舱主体内的试验台上，在冷风加载的情况下标定气压分布，通过调节出流口组件的风口方位以及风速来满足标定试验件上相对压差分布与高空环境中飞行试验的气动相对压差分布一致；

步骤B：将标定试验件换为真实试验件，并连接供质系统；

步骤C：通过加热机构对试验台上真实试验件进行加热，以达到表面温度要求，加热完毕后，将加热机构移开；

步骤D：供质系统给试验件提供一定压力的冷却剂,进行发汗冷却试验；同时，通过调节好的热风系统对真实试验件进行吹风，并根据要求测定的各种试验条件进行测试，并获取各种试验测试结果，即气动相对压差、发汗量与表面温度三者的关系，气动相对压差分布对表面温度的影响规律；

步骤E：在步骤B-D中，根据试验舱主体内的压力，通过补风系统对试验舱主体内的压力进行实时调节，以保证试验的安全性。