CN117571245B - 一种多模式飞行器地效试验方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及地效试验领域，特别是一种多模式飞行器地效试验方法，包括以下步骤：S1、将底板装置水平设置在地面，并使底板装置上的移动带的上表面保持水平；S2、将飞机器模型设置在移动带的正上方，同时向飞机器模型吹出一定速度的风；S3、传动移动带转动，使移动带转速与风速相同，且方向相同，形成真实模拟平整地面效应；S4、通过高压子系统和负压子系统，控制移动带上部呈现不同形态，实现对多环境地面的模拟。本发明在于模拟不同环境地面对飞行器空气动力学特性的影响。
Description
技术领域
本发明涉及地效试验领域，特别是一种多模式飞行器地效试验方法。
背景技术
风洞试验是飞行器研制中至关重要的环节，而地面效应模拟是风洞试验首先要解决的问题。通过地面效应模拟，可以获得对象近地面多姿态行进过程气动特性，从而指导飞行器的整体外形设计。相比于传统飞行器在风洞中进行地面效应模拟试验采用的固定地板技术，现在所采用的移动带地板技术大幅提升了飞行器地效试验所获得空气动力学参数的准确度。然而，目前的移动带地板技术几乎全部采用移动的平整表面进行地效模拟，忽略了飞行器在特殊环境中，如山区、海面、盆地等，地面效应对飞行器的影响。因此，迫切需要一种新型的飞行器地效试验方法，满足对不同环境地面的模拟。
发明内容
本发明的目的在于模拟不同环境地面对飞行器空气动力学特性的影响，提供了一种多模式飞行器地效试验方法。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：
一种多模式飞行器地效试验方法，包括以下步骤：
S1、将底板装置水平设置在地面，并使底板装置上的移动带的上表面保持水平；
S2、将飞行器模型设置在移动带的正上方，同时向飞行器模型吹出一定速度的风；
S3、传动移动带转动，使移动带转速与风速相同，且方向相同，形成真实模拟平整地面效应；
S4、通过高压子系统和负压子系统，控制移动带上部呈现不同形态，实现对多环境地面的模拟。
所述底板装置包括运行框，及转动在运行框前后两端的主动辊和从动辊，所述移动带套设在主动辊和从动辊上。
所述运行框的中部均布有多个控气装置，多个控气装置均位于移动带上部的下方，每个控气装置为圆形，控气装置包括负压圆形区域和高压环形区域，高压环形区域环绕在负压圆形区域外部，每个负压圆形区域均与负压子系统连接，每个高压环形区域均与高压子系统连接。
在需要平整表面时，根据监测到的移动带表面跳动情况，通过各负压圆形区域和高压环形区域分别控制移动带表面不同区域的高压和负压，保证移动带的平整。
在需要静态高斯表面时，从移动带中心向四周按高斯分布逐渐降低高压环形区域的高压值，并逐渐降低负压圆形区域的负压值，降低负压指的是增强真空度和增强抽气能力，且保持各高压环形区域和负压圆形区域的气压值不变。
在需要动态高斯表面时，从移动带上某点向四周按高斯分布逐渐降低高压环形区域的高压值，并逐渐降低负压圆形区域的负压值，且该点是随移动带运行实时移动的。
在需要静态波浪表面时，按照波峰波谷位置，调整移动带竖直方向高压和负压，波峰位置为最大高压值且无负压，波谷位置为最小负压值且无高压，波峰与波谷之间按照正弦调整高压和负压值，且保持各高压环形区域和负压圆形区域的气压值不变。
在需要动态波浪表面时，按照波峰波谷位置，调整移动带竖直方向高压和负压，波峰位置为最大高压值且无负压，波谷位置为最小负压值且无高压，波峰与波谷之间按照正弦调整高压和负压值，波峰波谷位置是随移动带运行实时移动的。
在需要静态粗糙表面时，通过各负压圆形区域和高压环形区域的气压，使移动带上表面是凹凸不平的，且凹凸不平的位置不变。
在需要动态粗糙表面时，通过各负压圆形区域和高压环形区域的气压，使移动带上表面是凹凸不平的，且随移动带上表面的凹凸不平实时随机改变。
本发明的有益效果：
采用高压吹气和负压吸气结合的方法，为底板装置上的移动带提供多模式的表面模拟。
附图说明
附图1为多模式飞行器地效试验方法装置图；
附图2为高压负压产生机构局部图；
附图3为平整运行模式原理图；
附图4为静态高斯表面原理图；
附图5为动态高斯表面原理图；
附图6为静态波浪表面原理图；
附图7为动态波浪表面原理图；
附图8为随机粗糙表面原理图。
图中：
1、主动辊；2、移动带；3、运行框；4、飞行器模型；5、从动辊；6、负压圆形区域；7、高压环形区域。
具体实施方式
如图1-8所示：
一种多模式飞行器地效试验方法，包括以下步骤：
S1、将底板装置水平设置在地面，并使底板装置上的移动带2的上表面保持水平；
S2、将飞行器模型4设置在移动带2的正上方，同时向飞行器模型4吹出一定速度的风；
S3、传动移动带2转动，使移动带2转速与风速相同，且方向相同，形成真实模拟平整地面效应；
S4、通过高压子系统和负压子系统，控制移动带2上部呈现不同形态，实现对多环境地面的模拟。
所述底板装置包括运行框3，所述运行框由钢骨架构成，及转动在运行框3前后两端的主动辊1和从动辊5，所述移动带2套设在主动辊1和从动辊5上。
所述运行框3的中部均布有多个控气装置，多个控气装置均位于移动带2上部的下方，每个控气装置为圆形，控气装置包括负压圆形区域6和高压环形区域7，高压环形区域7环绕在负压圆形区域6外部，每个负压圆形区域6均与负压子系统连接，每个高压环形区域7均与高压子系统连接。
所述高压子系统由空气压缩机、气罐、冷却干燥机、高压气路、电动调压阀组成，为运行框上表面的高压环形区域7提供清洁的高压气体。
所述负压子系统由真空泵、真空调节阀组成，在运行框上表面密排负压圆形区域6与移动带之间形成负压区域。
进一步的：
模拟平整表面，即机场跑道时，此时根据监测到的移动带2表面跳动情况，分别控制不同区域的高压和负压，从而保证移动带2的平整。即当检测到某一区域移动带2向上跳动，则调整该区域负压圆形区域6的负压值，将移动带2拉回平整位置；当检测到某一区域移动带2向下跳动，则调整该区域高压环形区域7的正压值，将移动带2顶回平整位置。
进一步的：
模拟高斯表面，即山地环境时，此时，有两种模式，一种“静态”的，一种是“动态”的。所述“静态”模式指，移动带2中心鼓起，且鼓起位置不变即此时移动带2仍在运行，经过中心位置就鼓起。实现方法是：从移动带2中心向四周按高斯分布逐渐降低高压环形区域7的高压值，并逐渐降低负压圆形区域6的负压值，降低负压指的是增强真空度和增强抽气能力，且保持各高压环形区域7和负压圆形区域6的气压值不变。所述“动态”模式指，移动带2竖直方向，即垂直移动带2方向上存在鼓起，且鼓起位置沿移动带2运行方向运动，即此时移动带2仍在运行，经过中心位置就鼓起。实现方法是：从移动带2中轴线某点向四周按高斯分布逐渐降低高压环形区域7的高压值，并逐渐降低负压圆形区域6的负压值，降低负压指的是增强真空度和增强抽气能力，且该点是随移动带2运行实时移动的。
进一步的：
模拟波浪表面，即海面环境时，此时，也有两种模式，一种“静态”的，一种是“动态”的。所述“静态”模式指，移动带2上表面是波浪形，即正弦表面，且波峰波谷位置不变。实现方法是：按照波峰波谷位置，调整移动带2竖直方向，即垂直移动带2方向高压和负压，波峰位置为最大高压值且无负压，波谷位置为最小负压值且无高压，波峰与波谷之间按照正弦调整高压和负压值，且保持各高压环形区域7和负压圆形区域6的气压值不变。所述“动态”模式指，波浪是整体运动的，即波峰波谷位置随移动带2移动。
进一步的：
模拟粗糙表面，即盆地环境时， 此时，也有两种模式，一种“静态”的，一种是“动态”的。所述“静态”模式指，移动带2上表面是凹凸不平的，且凹凸不平的位置不变。其中，凸和凹的程度分别由高压和负压的不同比例产生，区域内高压越大越凸，区域内负压越小越凹。“静态”模式下保持各高压环形区域7和负压圆形区域6的气压值不变。所述“动态”模式指，移动带2上表面的凹凸不平实时随机改变。
本申请的原理为：
试验时，移动带2在主动辊1和从动辊5之间做回转运动。通过控制系统控制运行框3上表面各个位置的高压和负压值，实现移动带2多环境多模式模拟，从而更加准确的获得飞行器在不同环境下的空气动力学参数。并且，在运行过程中实时监测移动带2的跳动量，当某区域移动带2跳动量超过阈值时，实时调整该区域正负压，直至恢复该模式下该区域正常高度。
Claims (7)
1.一种多模式飞行器地效试验方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、将底板装置水平设置在地面，并使底板装置上的移动带（2）的上表面保持水平；
S2、将飞行器模型（4）设置在移动带（2）的正上方，同时向飞行器模型（4）吹出一定速度的风；
S3、传动移动带（2）转动，使移动带（2）转速与风速相同，且方向相同，形成真实模拟平整地面效应；
S4、通过高压子系统和负压子系统，控制移动带（2）上部呈现不同形态，实现对多环境地面的模拟；
所述底板装置包括运行框（3），及转动在运行框（3）前后两端的主动辊（1）和从动辊（5），所述移动带（2）套设在主动辊（1）和从动辊（5）上；
所述运行框（3）的中部均布有多个控气装置，多个控气装置均位于移动带（2）上部的下方，每个控气装置为圆形，控气装置包括负压圆形区域（6）和高压环形区域（7），高压环形区域（7）环绕在负压圆形区域（6）外部，每个负压圆形区域（6）均与负压子系统连接，每个高压环形区域（7）均与高压子系统连接；
在需要动态高斯表面时，从移动带（2）上某点向四周按高斯分布逐渐降低高压环形区域（7）的高压值，并逐渐降低负压圆形区域（6）的负压值，且该点是随移动带（2）运行实时移动的。
2.根据权利要求1所述的一种多模式飞行器地效试验方法，其特征在于：在需要平整表面时，根据监测到的移动带（2）表面跳动情况，通过各负压圆形区域（6）和高压环形区域（7）分别控制移动带（2）表面不同区域的高压和负压，保证移动带（2）的平整。
3.根据权利要求1所述的一种多模式飞行器地效试验方法，其特征在于：在需要静态高斯表面时，从移动带（2）中心向四周按高斯分布逐渐降低高压环形区域（7）的高压值，并逐渐降低负压圆形区域（6）的负压值，降低负压指的是增强真空度和增强抽气能力，且保持各高压环形区域（7）和负压圆形区域（6）的气压值不变。
4.根据权利要求1所述的一种多模式飞行器地效试验方法，其特征在于：在需要静态波浪表面时，按照波峰波谷位置，调整移动带（2）竖直方向高压和负压，波峰位置为最大高压值且无负压，波谷位置为最小负压值且无高压，波峰与波谷之间按照正弦调整高压和负压值，且保持各高压环形区域（7）和负压圆形区域（6）的气压值不变。
5.根据权利要求1所述的一种多模式飞行器地效试验方法，其特征在于；在需要动态波浪表面时，按照波峰波谷位置，调整移动带（2）竖直方向高压和负压，波峰位置为最大高压值且无负压，波谷位置为最小负压值且无高压，波峰与波谷之间按照正弦调整高压和负压值，波峰波谷位置是随移动带（2）运行实时移动的。
6.根据权利要求1所述的一种多模式飞行器地效试验方法，其特征在于：在需要静态粗糙表面时，通过各负压圆形区域（6）和高压环形区域（7）的气压，使移动带（2）上表面是凹凸不平的，且凹凸不平的位置不变。
7.根据权利要求1所述的一种多模式飞行器地效试验方法，其特征在于：在需要动态粗糙表面时，通过各负压圆形区域（6）和高压环形区域（7）的气压，使移动带（2）上表面是凹凸不平的，且随移动带（2）上表面的凹凸不平实时随机改变。
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