CN117380415B - 一种可用于宽温域环境的柔壁喷管及其控制方法 - Google Patents
一种可用于宽温域环境的柔壁喷管及其控制方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117380415B CN117380415B CN202311686078.9A CN202311686078A CN117380415B CN 117380415 B CN117380415 B CN 117380415B CN 202311686078 A CN202311686078 A CN 202311686078A CN 117380415 B CN117380415 B CN 117380415B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- frame
- flexible
- throat
- driving piece
- temperature range
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 41
- 241001640558 Cotoneaster horizontalis Species 0.000 title claims description 16
- 230000008602 contraction Effects 0.000 claims abstract description 36
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims abstract description 17
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims description 27
- 238000004321 preservation Methods 0.000 claims description 22
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 11
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 5
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 abstract description 3
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 12
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 6
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 6
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 6
- 230000009471 action Effects 0.000 description 5
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 5
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 3
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 230000005483 Hooke's law Effects 0.000 description 1
- 101100161752 Mus musculus Acot11 gene Proteins 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000004069 differentiation Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- RFHAOTPXVQNOHP-UHFFFAOYSA-N fluconazole Chemical compound C1=NC=NN1CC(C=1C(=CC(F)=CC=1)F)(O)CN1C=NC=N1 RFHAOTPXVQNOHP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M9/00—Aerodynamic testing; Arrangements in or on wind tunnels
- G01M9/02—Wind tunnels
- G01M9/04—Details
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
- B05B1/00—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
- B05B1/005—Nozzles or other outlets specially adapted for discharging one or more gases
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
- B05B1/00—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
- B05B1/34—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to influence the nature of flow of the liquid or other fluent material, e.g. to produce swirl
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D21/00—Measuring or testing not otherwise provided for
- G01D21/02—Measuring two or more variables by means not covered by a single other subclass
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Aerodynamic Tests, Hydrodynamic Tests, Wind Tunnels, And Water Tanks (AREA)
Abstract
本发明属于风洞喷管控制领域，公开了一种可用于宽温域环境的柔壁喷管及其控制方法，所述柔壁喷管包括喷管框架和安装于喷管框架内侧的柔板，还包括驱动件、可调收缩框架和喉块框架；柔板从入口至出口至少依次包括可调收缩部、喉道部和下游部，所述可调收缩框架至少通过一个第一连杆安装于所述可调收缩部的背部，该可调收缩框架至少通过一个驱动件与所述喷管框架连接；所述喉块框架至少通过一个第一连杆安装于所述喉道部的背部，该喉块框架至少通过一个驱动件与所述喷管框架连接，所述喉块框架的一端与所述可调收缩框架转动铰连接；所述下游部至少通过一个驱动件与所述喷管框架连接；本发明能够提高宽温域风洞流场品质、试验效率和运行安全性。
Description
技术领域
本发明涉及风洞喷管控制领域，具体讲是一种可用于宽温域环境的柔壁喷管及其控制方法。
背景技术
在现有技术中，全柔板型面调节装置一般支点数量与驱动点数量一样；半柔板型面调节装置的喉道及喉道上游区域为固块，下游采用柔性板结构，支点数量与驱动点数量也是一样。
在跨超声速风洞中，型面调节装置的作用是通过改变喉道的截面积，从而改变气流马赫数，全柔壁喷管具有马赫数调节范围宽的优点，又有流场品质好的特点，缺点是柔板长度较长，驱动点数量多，控制系统复杂；半柔板型面调节装置的喉道前收缩部分为刚性块，因此曲率可以比较大，缩短了整个喷管段的长度，缺点是喉块和上游的刚性部件热容远大于柔板部分的热容，导致宽温域风洞升降温时喉块与柔板温度分布不均匀，进而导致热应力过大；另一个缺点是喉道上游的可调收缩板与喉块之间搭接会产生一个搭接缝，该搭接缝会影响到气流的流场。
发明内容
因此，为了解决上述不足，本发明在此提供一种可用于宽温域环境的柔壁喷管及其控制方法，通过本发明能够提高宽温域风洞流场品质、试验效率和运行安全性。
一方面，本发明提供了一种可用于宽温域环境的柔壁喷管，包括喷管框架和安装于喷管框架内侧的柔板，还包括驱动件、可调收缩框架和喉块框架；
所述柔板从入口至出口至少依次包括可调收缩部、喉道部和下游部，
所述可调收缩框架至少通过一个第一连杆安装于所述可调收缩部的背部，该可调收缩框架至少通过一个驱动件与所述喷管框架连接；
所述喉块框架至少通过一个第一连杆安装于所述喉道部的背部，该喉块框架至少通过一个驱动件与所述喷管框架连接，所述喉块框架的一端与所述可调收缩框架转动铰连接；
所述下游部至少通过一个驱动件与所述喷管框架连接。
可选的，所述可调收缩框架的入口端通过转动铰接的方式或通过第二连杆与所述喷管框架连接，所述第二连杆与喷管框架和可调收缩框架采用转动铰接的方式连接；所述入口端为远离所述喉块框架的一端。
可选的，所述第一连杆通过球铰的方式与所述柔板的背部连接。
可选的，所述驱动件设置有保温层。
可选的，所述驱动件包括为驱动缸，该驱动缸包括缸体和伸缩部，所述缸体转动铰接于喷管框架，所述伸缩部连接于执行件，所述执行件为下游部或可调收缩框架或喉块框架；
所述保温层包括固定保温层和活动保温层，其中固定保温层固定于所述缸体的外部，所述活动保温层固定于所述伸缩部的外部，所述活动保温层与所述固定保温层滑动连接。
可选的，所述可用于宽温域环境的柔壁喷管还包括安装于相邻支撑点之间的柔板测量组件，所述支撑点是驱动件与柔板背部的连接点、或驱动件与可调收缩框架的连接点、或驱动件与喉块框架的连接点；
所述柔板测量组件包括：
应变传感器，安装于柔板的受控部的背气流面，所述受控部是可调收缩部或喉道部或下游部；
温度补偿块，安装于所述受控部的背气流面；
温度补偿传感器，安装于所述受控部的背气流面；以及
处理器，分别与所述应变传感器、温度补偿块和温度补偿传感器连接，用于信号的分析和处理，并控制所述驱动件工作。
另一方面，本发明提供了可用于宽温域环境的柔壁喷管控制方法，其特征在于：对所述可用于宽温域环境的柔壁喷管进行控制，该控制方法包括如下步骤：
测量柔板的参数，所述参数包括应力、弯矩和集中应力分布；
根据所述参数推算出柔板的变形情况，
根据推算结果与目标型面之间的偏差，对各驱动点伸长量进行修正，并控制对应驱动件进行伸缩调整。
可选的，测量柔板的参数方法是：
处理器根据应变传感器的温度数据和温度补偿块反馈的温度数据，确定应变传感器的修正系数，利用修正系数修正应变传感器的应变值；
根据柔板材料的弹性模量和应变值，计算出柔板的应力值，并根据应变传感器应变测量结果，采用线性插值方法，计算出柔板的应力、弯矩、集中力分布。
可选的，根据所述参数推算出柔板的变形情况的方法是：
利用应变测点数据进行线性插值，得到应变分布曲线；
然后根据欧拉梁弯曲的几何方程，通过柔板厚度和曲率计算出应变和弯矩分布；
对第一段曲线的曲率与弯矩之间关系进行微分，得到转角、弧长、弯矩三者的积分关系；
再根据已知的第一段柔板的边界条件，求解出积分方程的常数项，进而得到柔板变形曲线的椭圆积分表达式；
对于之后的第i段，其边界条件为前一段尾端的转角和位移。因此，可以将第i段考虑成旋转一定角度的悬臂梁来计算，旋转角度为前一段自由端的转角，然后利用前述方法求解其变形，当完成所有段变形求解后即可得到完整的变形曲线，其中i是柔板的段数。
本发明具有如下优点：
本发明能够提高宽温域风洞流场品质、试验效率和运行安全性，所述可用于宽温域环境的柔壁喷管采用全柔板形式，避免了可调收缩板与喉块的搭接，有利于提高气流流场品质；采用第一连杆连接柔板与可调收缩框架以及喉块框架，降低了迎气流面部件的热容，降低了柔板与可调收缩框架以及喉块框架之间的温差；柔板与可调收缩框架以及喉块框架之间连接的小连杆采用两端球铰的方式，柔板在各方向上自由度不受约束，降低了柔板、可调收缩框架、喉块框架的热应力。
所述可用于宽温域环境的柔壁喷管采用全柔板、可调收缩框架和喉块框架这种组合的方式，在保证了柔板支撑点数量较多的前提下，驱动点数量尽量少，并配合所述控制方法，降低了系统的复杂程度和控制系统难度，从而提高了系统的运行安全性。
附图说明
图1是本发明所述可用于宽温域环境的柔壁喷管的结构示意图；
图2是本发明所述可用于宽温域环境的柔壁喷管的局部结构示意图；
图3是本发明所述柔板的局部结构示意图；
图4是本发明所述驱动件设置有保温层的结构示意图；
图5是本发明所述柔板测量组件的连接示意图；
图6是本发明所述可用于宽温域环境的柔壁喷管控制方法的流程示意图；
图中：1、喷管框架；2、柔板；21、可调收缩部；22、喉道部；23、下游部；3、第二连杆；4、可调收缩框架；5、喉块框架；6、第一连杆；7、驱动件；71、缸体；72、伸缩部；8、应变传感器；9、温度补偿块；10、温度补偿传感器；11、处理器；12、固定保温层；13、活动保温层。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。
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。
如背景技术中所述，再现有技术中，全柔板型面调节装置一般支点数量与驱动点数量一样；半柔板型面调节装置的喉道及喉道上游区域为固块，下游采用柔性板结构，支点数量与驱动点数量也是一样。在跨超声速风洞中，型面调节装置的作用是通过改变喉道的截面积，从而改变气流马赫数，全柔壁喷管具有马赫数调节范围宽的优点，又有流场品质好的特点，缺点是柔板长度较长，驱动点数量多，控制系统复杂；半柔板型面调节装置的喉道前收缩部分为刚性块，因此曲率可以比较大，缩短了整个喷管段的长度，缺点是喉块和上游的刚性部件热容远大于柔板部分的热容，导致宽温域风洞升降温时喉块与柔板温度分布不均匀，进而导致热应力过大；另一个缺点是喉道上游的可调收缩板与喉块之间搭接会产生一个搭接缝，该搭接缝会影响到气流的流场。
基于上述原因，本实施例提供了一种可用于宽温域环境的柔壁喷管，示例性的，该柔壁喷管内流道出口为2000mm×2000mm，可实现马赫数调整范围1.0～1.6，如图1-图3所示，柔壁喷管包括喷管框架和安装于喷管框架内侧的柔板2，还包括驱动件7、可调收缩框架4和喉块框架5；
所述柔板2从入口至出口至少依次包括可调收缩部21、喉道部22和下游部23（如图3所示），
所述可调收缩框架4至少通过一个第一连杆6安装于所述可调收缩部21的背部（即背气流的面），该可调收缩框架4至少通过一个驱动件7与所述喷管框架1连接，优选的，在可调收缩框架4与可调收缩部21之间有2个第一连杆；
所述喉块框架5至少通过一个第一连杆6安装于所述喉道部22的背部，该喉块框架5至少通过一个驱动件7与所述喷管框架1连接，所述喉块框架5的一端与所述可调收缩框架4转动铰连接（如图2所示）；优选的，在喉块框架与喉道部之间设置有2-10个第一连杆；
所述下游部23至少通过一个驱动件7与所述喷管框架1连接。
上述技术特征采用全柔板形式，避免了可调收缩板与喉块的搭接，有利于提高气流流场品质；采用第一连杆连接柔板与可调收缩框架以及喉块框架，降低了迎气流面部件的热容，降低了柔板与可调收缩框架以及喉块框架之间的温差；该柔壁喷管实现了马赫数调整范围1.0～1.3，型面精度达到0.1mm，结构热应力在200MPa以内。
为了让可调收缩框架与喷管框架保持转动连接，在一实施例中，所述可调收缩框架4的入口端通过转动铰接的方式或通过第二连杆3与所述喷管框架1连接，所述第二连杆3与喷管框架1和可调收缩框架4采用转动铰接的方式连接；所述入口端为远离所述喉块框架的一端（如图1所示的左端为入口段，右端为出口端）。通过该技术特征能够方便可调收缩框架在驱动件的作用下带动柔板的可调收缩部做收缩运动，改变风洞内的流场。
为了降低柔板与框架之间的热应力，在一实施例中，所述第一连杆6通过球铰的方式与所述柔板2的背部连接（如图2所示）；即柔板与可调收缩框架以及喉块框架之间连接的连杆采用两端球铰的连接方式，柔板在各方向上自由度不受约束，降低了柔板、可调收缩框架、喉块框架的热应力。
为了解决温度对于驱动件的动作影响，在一实施例中，如图4所示，所述驱动件设置有保温层。
示例性的，所述驱动件7包括为驱动缸，该驱动缸包括缸体71和伸缩部72，所述缸体71转动铰接于喷管框架1，所述伸缩部72连接（转动铰接）于执行件，所述执行件为下游部23或可调收缩框架4或喉块框架5；
所述保温层包括固定保温层12和活动保温层13，其中固定保温层12固定于所述缸体71的外部，所述活动保温层13固定于所述伸缩部72的外部，所述活动保温层13与所述固定保温层12滑动连接。
为了测量所述柔板的参数（如温度，应力、弯矩和集中应力分布）等，便于通过驱动件来调节柔板，在一实施例中，所述可用于宽温域环境的柔壁喷管还包括安装于相邻支撑点之间的柔板测量组件，所述支撑点是驱动件与柔板背部的连接点、或驱动件与可调收缩框架的连接点、或驱动件与喉块框架的连接点；如图5所示，所述柔板测量组件包括：
应变传感器8，安装于柔板2的受控部的背气流面，所述受控部是可调收缩部或喉道部或下游部；
温度补偿块9，安装于所述受控部的背气流面；
温度补偿传感器10，安装于所述受控部的背气流面；以及
处理器11，分别与所述应变传感器、温度补偿块和温度补偿传感器连接，用于信号的分析和处理，并控制所述驱动件工作。
通过所述柔板测量组件方便获取柔板的参数，以便于工作人员通过对参数的计算和分析，再通过驱动件来调节柔板，从而根据实验的需求来改善风洞的流场。
在另一实施例中，本发明提供了可用于宽温域环境的柔壁喷管控制方法，其特征在于：对所述可用于宽温域环境的柔壁喷管进行控制，该控制方法包括如下步骤：
步骤S100、测量柔板的参数，所述参数包括应力、弯矩和集中应力分布；
步骤S200、根据所述参数推算出柔板的变形情况；
步骤S300、根据推算结果与目标型面之间的偏差，对各驱动点伸长量进行修正，并控制对应驱动件进行伸缩调整。
通过上述方法能够准确的控制所述柔板，该方法与所述可用于宽温域环境的柔壁喷管共同配合，降低了系统的复杂程度和控制系统难度，从而提高了系统的运行安全性。
在一些实施例中，所述步骤S100中测量柔板的参数方法是：
处理器根据应变传感器的温度数据和温度补偿块反馈的温度数据，确定应变传感器的修正系数，利用修正系数修正应变传感器的应变值；
根据柔板材料的弹性模量和应变值，计算出柔板的应力值，并根据各应变传感器应力测量结果，采用线性插值方法，计算出柔板的应力、弯矩、集中力分布。
示例性的，在柔板上两个支撑点之间距离20%和80%两个位置，分别布置应变传感器，利用应变采集系统采集到应变值之后，根据补偿片的温度值对应变值进行补偿修正，然后沿柔板轴向方向对应变值进行线性差值，得到连续的应变结果。根据欧拉梁弯曲的几何方程，结构应变与曲率之间存在以下关系，
，
依据平面假设与胡克定律，在梁发生平面弯曲时，曲线曲率与弯矩之间关系为：
，
由式和/>可以得到如下弯矩与应变关系：
，
其中M(x)为梁结构微元所受弯矩，I为截面惯性矩，h为柔板厚度，E为材料弹性模量，为应变，/>为曲率。
在一实施例中，所述步骤S200中根据所述参数推算出柔板的变形情况的方法是：利用应力测点数据进行线性插值，得到应变分布曲线；
然后根据欧拉梁弯曲的几何方程，通过柔板厚度和曲率计算出应变和弯矩分布；
对第一段曲线的曲率与弯矩之间关系进行微分，得到转角、弧长、弯矩三者的积分关系；
再根据已知的第一段柔板的边界条件，求解出积分方程的常数项，进而得到柔板变形曲线的椭圆积分表达式；
对于之后的第i段，其边界条件为前一段尾端的转角和位移。因此，可以将第i段考虑成旋转一定角度的悬臂梁来计算，旋转角度为前一段自由端的转角，然后利用前述方法求解其变形，当完成所有段变形求解后即可得到完整的变形曲线。
示例性的，所述参数推算出柔板的变形情况的方法包括：
S201、根据欧拉梁弯曲的几何方程和应变分布曲线，计算弯矩分布；
S202、对第一段曲线的曲率与弯矩之间关系进行微分，得到转角、弧长、弯矩三者的积分关系；
S203、再根据已知的第一段柔板的边界条件，求解出积分方程的常数项，进而得到柔板变形曲线的椭圆积分表达式。
S204、对于之后的第i段柔板，其边界条件为前一段尾端的转角和位移；将第i段考虑成旋转一定角度的悬臂梁来计算，旋转角度为前一段自由端的转角，然后利用S201至步骤S203求解该段柔板的变形；当完成所有段柔板变形求解后即可得到完整的变形曲线，其中i是柔板的段数。
具体的，其中步骤S202的具体方法是：
对于第i段柔板，其应变系数为：
，
其中ST 2i 为位于第i段柔板上第2个应变传感器的应变值，ST 2i-1 为第i段柔板上第1个应变传感器的应变值，x 2i 为2个应变传感器对应的X轴坐标，x 2i-1 为第i段柔板上的第1个应变传感器对应的X轴坐标；k i 为第i段柔板的应变系数；
由可知第i段柔板任意x位置的弯矩为：
，
其中，I为截面惯性矩，h为柔板厚度，E为材料弹性模量，为第i段柔板任意x位置的弯矩；
对公式进行微分，得到：
，
，
其中，θ为沿轴向的切角；
再对的两端同时乘以dθ得到，
，
再积分得到，
，
其中C i 为第i段柔板的积分常数。
在一实施例中，其中步骤S203的具体方法是：
对于第一段柔板，s=l 1时边界条件为：
，
其中，s为沿轴向的弧长，ST 2 为第2个应变传感器的应变值，l 1第一段柔板的长度，第一段柔板任意x位置的弯矩，k 1 为第一段柔板的应变系数；
可以求解出第一段柔板的积分常数：
，
对进行积分，θ为0到θ 1 ；s为0到l 1 ，得到，
，
令作为第一段柔板的载荷因子，/>为第一段的刚度系数，公式/>的椭圆积分形式为：
，
其中：为梁末端椭圆积分1的幅值，/>为梁末端椭圆积分2的幅值，t为模数，f为梁末端两个第一类不完全椭圆积分之差，/>，为了方便公式的表达，令/>，在f的等式中F(·)为第一类不完全椭圆积分，
，
，
；
求解可以得到第一段柔板末端转角θ 1 ，对于柔板任意一点，转角为θ∈[0,θ 1 ]，对应坐标x和y为：
，
，
其中为梁上切角为θ处，对应椭圆积分1的幅值，梁上切角为θ处对应的椭圆积分其他变量如下：
为梁上切角为θ处第一类不完全椭圆积分之差，为梁上切角为θ处两个第二类不完全椭圆积分之差，，在等式/>中E(·)为第二类不完全椭圆积分。
对于之后的第i段，考虑成旋转一定角度的悬臂梁来计算，旋转角度为前一段自由端的转角。
由以上可知，通过上述可用于宽温域环境的柔壁喷管控制方法不需要对柔板的型面变形和位移进行直接测量，避免了高温或者低温对测量仪器的影响，只需要通过对温度修正后的应变值进行数据处理，即可得到整个型面的变形结果，极大降低了宽温域环境下柔板变形测量的难度，为型面精确控制提供了有力支撑；实现了宽温域下的型面测量和控制，解决了因温度变化引起的喷管型面误差问题。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (7)
1.一种可用于宽温域环境的柔壁喷管，包括喷管框架和安装于喷管框架内侧的柔板，其特征在于：还包括驱动件、可调收缩框架和喉块框架；
所述柔板从入口至出口至少依次包括可调收缩部、喉道部和下游部，
所述可调收缩框架至少通过一个第一连杆安装于所述可调收缩部的背部，该可调收缩框架至少通过一个驱动件与所述喷管框架连接；
所述喉块框架至少通过一个第一连杆安装于所述喉道部的背部，该喉块框架至少通过一个驱动件与所述喷管框架连接，所述喉块框架的一端与所述可调收缩框架转动铰连接；
所述下游部至少通过一个驱动件与所述喷管框架连接；
该柔壁喷管还包括安装于相邻支撑点之间的柔板测量组件，所述支撑点是驱动件与柔板背部的连接点、或驱动件与可调收缩框架的连接点、或驱动件与喉块框架的连接点；
所述柔板测量组件包括：
应变传感器，安装于柔板的受控部的背气流面，所述受控部是可调收缩部或喉道部或下游部；
温度补偿块，安装于所述受控部的背气流面；
温度补偿传感器，安装于所述受控部的背气流面；以及
处理器，分别与所述应变传感器、温度补偿块和温度补偿传感器连接，用于信号的分析和处理，并控制所述驱动件工作。
2.根据权利要求1所述一种可用于宽温域环境的柔壁喷管，其特征在于：所述可调收缩框架的入口端通过转动铰接的方式或通过第二连杆与所述喷管框架连接，所述第二连杆与喷管框架和可调收缩框架采用转动铰接的方式连接；所述入口端为远离所述喉块框架的一端。
3.根据权利要求1所述一种可用于宽温域环境的柔壁喷管，其特征在于：所述第一连杆通过球铰的方式与所述柔板的背部连接。
4.根据权利要求1所述一种可用于宽温域环境的柔壁喷管，其特征在于：所述驱动件设置有保温层。
5.根据权利要求4所述一种可用于宽温域环境的柔壁喷管，其特征在于：所述驱动件包括为驱动缸，该驱动缸包括缸体和伸缩部，所述缸体转动铰接于喷管框架，所述伸缩部连接于执行件，所述执行件为下游部或可调收缩框架或喉块框架；
所述保温层包括固定保温层和活动保温层，其中固定保温层固定于所述缸体的外部，所述活动保温层固定于所述伸缩部的外部，所述活动保温层与所述固定保温层滑动连接。
6.一种可用于宽温域环境的柔壁喷管控制方法，其特征在于：对如权利要求1-5仍以权利要求所述可用于宽温域环境的柔壁喷管进行控制，该控制方法包括如下步骤：
测量柔板的参数，所述参数包括应力、弯矩和集中应力分布；
根据所述参数推算出柔板的变形情况，
根据推算结果与目标型面之间的偏差，对各驱动点伸长量进行修正，并控制对应驱动件进行伸缩调整。
7.根据权利要求6所述一种可用于宽温域环境的柔壁喷管控制方法，其特征在于：测量柔板的参数方法是：
处理器根据应变传感器的温度数据和温度补偿块反馈的温度数据，确定应变传感器的修正系数，利用修正系数修正应变传感器的应变值；
根据柔板材料的弹性模量和应变值，计算出柔板的应力值，并根据应变传感器应变测量结果，采用线性插值方法，计算出柔板的应变、弯矩、集中力分布。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311686078.9A CN117380415B (zh) | 2023-12-11 | 2023-12-11 | 一种可用于宽温域环境的柔壁喷管及其控制方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311686078.9A CN117380415B (zh) | 2023-12-11 | 2023-12-11 | 一种可用于宽温域环境的柔壁喷管及其控制方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117380415A CN117380415A (zh) | 2024-01-12 |
| CN117380415B true CN117380415B (zh) | 2024-02-23 |
Family
ID=89437722
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202311686078.9A Active CN117380415B (zh) | 2023-12-11 | 2023-12-11 | 一种可用于宽温域环境的柔壁喷管及其控制方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117380415B (zh) |
Citations (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2560634A (en) * | 1946-09-30 | 1951-07-17 | Goodrich Co B F | Adjustable fluid passage |
| EP0027229A1 (de) * | 1979-10-12 | 1981-04-22 | DEUTSCHE FORSCHUNGSANSTALT FÜR LUFT- UND RAUMFAHRT e.V. | Messstrecke an Windkanälen |
| JPH09113406A (ja) * | 1995-10-24 | 1997-05-02 | Kobe Steel Ltd | 可変マッハ数ノズル |
| US5627312A (en) * | 1995-12-22 | 1997-05-06 | The Boeing Company | Variable resistance ventilated adaptive wind tunnel walls |
| CN108195547A (zh) * | 2017-12-29 | 2018-06-22 | 重庆大学 | 一种连续式跨声速风洞喷管段的半柔壁可调收缩块与喉块密封系统 |
| CN108225712A (zh) * | 2017-12-29 | 2018-06-29 | 重庆大学 | 连续式跨声速风洞喷管段的半柔壁喉块与柔板协调控制方法 |
| CN108680331A (zh) * | 2018-05-17 | 2018-10-19 | 中国航空工业集团公司沈阳空气动力研究所 | 一种多支点侧壁可调式半柔壁喷管 |
| CN113049212A (zh) * | 2021-03-29 | 2021-06-29 | 中国空气动力研究与发展中心设备设计与测试技术研究所 | 一种应用于风洞喷管型面成型的液压驱动装置 |
| CN113446400A (zh) * | 2021-06-28 | 2021-09-28 | 中国空气动力研究与发展中心设备设计与测试技术研究所 | 一种适用于连续式风洞半柔壁喷管的密封系统 |
| CN114302796A (zh) * | 2019-09-06 | 2022-04-08 | 陶氏环球技术有限责任公司 | 柔性薄膜流体分配衬垫构件 |
| CN114414198A (zh) * | 2022-03-28 | 2022-04-29 | 中国空气动力研究与发展中心设备设计与测试技术研究所 | 一种用于大型风洞柔壁喷管的驱动装置 |
| CN114414197A (zh) * | 2022-03-28 | 2022-04-29 | 中国空气动力研究与发展中心设备设计与测试技术研究所 | 一种预弯曲柔性壁板的可变马赫数喷管 |
| CN114509234A (zh) * | 2022-04-20 | 2022-05-17 | 中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所 | 用于高超声速风洞混合加热气体喷流供气的柔性管路装置 |
| CN114894425A (zh) * | 2022-07-13 | 2022-08-12 | 中国航空工业集团公司沈阳空气动力研究所 | 一种大型跨声速风洞半柔壁喷管 |
| CN115048752A (zh) * | 2022-08-16 | 2022-09-13 | 中国航空工业集团公司沈阳空气动力研究所 | 一种跨超声速风洞半柔壁喷管设计方法 |
| CN117015353A (zh) * | 2021-02-28 | 2023-11-07 | 塞吉博克斯股份有限公司 | 用于封闭物气体加压、充气和空气流管理的控制系统 |
| CN117108601A (zh) * | 2023-08-29 | 2023-11-24 | 江苏科技大学 | 一种用于湍流控制的壁面变形-微气泡耦合调控装置 |
| CN117145655A (zh) * | 2023-10-27 | 2023-12-01 | 西安现代控制技术研究所 | 一种用于固体火箭发动机喷管与尾舱的柔性防热密封结构 |
-
2023
- 2023-12-11 CN CN202311686078.9A patent/CN117380415B/zh active Active
Patent Citations (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2560634A (en) * | 1946-09-30 | 1951-07-17 | Goodrich Co B F | Adjustable fluid passage |
| EP0027229A1 (de) * | 1979-10-12 | 1981-04-22 | DEUTSCHE FORSCHUNGSANSTALT FÜR LUFT- UND RAUMFAHRT e.V. | Messstrecke an Windkanälen |
| JPH09113406A (ja) * | 1995-10-24 | 1997-05-02 | Kobe Steel Ltd | 可変マッハ数ノズル |
| US5627312A (en) * | 1995-12-22 | 1997-05-06 | The Boeing Company | Variable resistance ventilated adaptive wind tunnel walls |
| CN108195547A (zh) * | 2017-12-29 | 2018-06-22 | 重庆大学 | 一种连续式跨声速风洞喷管段的半柔壁可调收缩块与喉块密封系统 |
| CN108225712A (zh) * | 2017-12-29 | 2018-06-29 | 重庆大学 | 连续式跨声速风洞喷管段的半柔壁喉块与柔板协调控制方法 |
| CN108680331A (zh) * | 2018-05-17 | 2018-10-19 | 中国航空工业集团公司沈阳空气动力研究所 | 一种多支点侧壁可调式半柔壁喷管 |
| CN114302796A (zh) * | 2019-09-06 | 2022-04-08 | 陶氏环球技术有限责任公司 | 柔性薄膜流体分配衬垫构件 |
| CN117015353A (zh) * | 2021-02-28 | 2023-11-07 | 塞吉博克斯股份有限公司 | 用于封闭物气体加压、充气和空气流管理的控制系统 |
| CN113049212A (zh) * | 2021-03-29 | 2021-06-29 | 中国空气动力研究与发展中心设备设计与测试技术研究所 | 一种应用于风洞喷管型面成型的液压驱动装置 |
| CN113446400A (zh) * | 2021-06-28 | 2021-09-28 | 中国空气动力研究与发展中心设备设计与测试技术研究所 | 一种适用于连续式风洞半柔壁喷管的密封系统 |
| CN114414197A (zh) * | 2022-03-28 | 2022-04-29 | 中国空气动力研究与发展中心设备设计与测试技术研究所 | 一种预弯曲柔性壁板的可变马赫数喷管 |
| CN114414198A (zh) * | 2022-03-28 | 2022-04-29 | 中国空气动力研究与发展中心设备设计与测试技术研究所 | 一种用于大型风洞柔壁喷管的驱动装置 |
| CN114509234A (zh) * | 2022-04-20 | 2022-05-17 | 中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所 | 用于高超声速风洞混合加热气体喷流供气的柔性管路装置 |
| CN114894425A (zh) * | 2022-07-13 | 2022-08-12 | 中国航空工业集团公司沈阳空气动力研究所 | 一种大型跨声速风洞半柔壁喷管 |
| CN115048752A (zh) * | 2022-08-16 | 2022-09-13 | 中国航空工业集团公司沈阳空气动力研究所 | 一种跨超声速风洞半柔壁喷管设计方法 |
| CN117108601A (zh) * | 2023-08-29 | 2023-11-24 | 江苏科技大学 | 一种用于湍流控制的壁面变形-微气泡耦合调控装置 |
| CN117145655A (zh) * | 2023-10-27 | 2023-12-01 | 西安现代控制技术研究所 | 一种用于固体火箭发动机喷管与尾舱的柔性防热密封结构 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 2m超声速风洞结构设计与研究;虞择斌;刘政崇;陈振华;张世洪;陈万华;;航空学报(第02期);全文 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN117380415A (zh) | 2024-01-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2497620C2 (ru) | Способ управления валковым гибочным станком для непрерывной гибки удлиненной заготовки с переменным радиусом кривизны и станок для его осуществления | |
| US8726708B2 (en) | Roller hemming device using robot manipulator with force sensor | |
| CN105458028B (zh) | 镁合金型材矫直方法及设备 | |
| CN108225712B (zh) | 连续式跨声速风洞喷管段的半柔壁喉块与柔板控制方法 | |
| ITRM20090215A1 (it) | Macchina per curvare in modo continuo un pezzo allungato secondo raggi predeterminati | |
| CN117380415B (zh) | 一种可用于宽温域环境的柔壁喷管及其控制方法 | |
| US20090084150A1 (en) | Circular-shaping device for a rotating part, especially an exhaust housing of a turbo engine | |
| CN101229569A (zh) | 镁合金型材扭曲检测和矫正的方法及装置 | |
| CN106424324B (zh) | 激光分段扫描板材弯曲成形装置及方法 | |
| JP2019032219A (ja) | 風洞模型支持装置における航空機模型の迎角設定方法およびその設定装置 | |
| CN115046722B (zh) | 一种跨超声速风洞喷管马赫数校准方法 | |
| Peng et al. | Kinetic locus design for longitudinal stretch forming of aircraft skin components | |
| JP2007152388A (ja) | Ｈ形鋼のフランジ直角度矯正方法及び装置 | |
| JP2002346640A (ja) | 長尺材の曲げ加工装置 | |
| CN207336441U (zh) | 一种用于检测角焊缝的超声相控阵成像扫描装置 | |
| US11358199B2 (en) | Apparatus and method for correcting vehicle member | |
| CN209673747U (zh) | 自耦合隧道衬砌检测装置 | |
| CN111250566A (zh) | 一种拉伸矫直机 | |
| JP5616209B2 (ja) | ストレッチ成形装置および方法 | |
| JP3593587B2 (ja) | 圧延機における板材の形状制御方法及び装置 | |
| JP3624017B2 (ja) | 金属管の熱間曲げ加工方法 | |
| JP4399308B2 (ja) | ブレードコータ | |
| CN219628807U (zh) | 烟草风送设备 | |
| JP3110199B2 (ja) | 連続溶融金属めっき装置 | |
| JPH0726722Y2 (ja) | ロボツトア−ムの位置誤差補償装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |