8m×6m 风洞测控处系统

８ｍ×６ｍ风洞测控处系统以ＶＡＸ－Ⅱ为上位机,通过ＱＢＵＳ总线连接数据采集、速压控制、模型姿态角控制和数据实时分析与显示等四个子系统,完成对风洞试验的管理和数据测量与分析及显示。本文介绍了该系统的构成、主要功能和技术指标等。     

1.2m跨超声速风洞新型捕获轨迹系统研制

为提高武器干扰与分离特性测量的风洞试验能力,满足客户不断提高的试验需求,CARDC设计了一套1.2m跨超声速风洞新型捕获轨迹系统.简要介绍了新系统的设计和实现的主要技术指标以及应用情况,风洞调试结果表明,新系统在行程、试验效率、系统可靠性和试验M数范围等诸多方面有了很大进展.     

2.4m跨声速风洞多功能支撑系统试验技术研究

针对型号研制的风洞试验需求,在2.4m跨声速风洞中开展了多功能支撑系统试验技术研究,研制了一套多功能支撑系统.该支撑系统既可实现定侧滑角连续变迎角的试验方式,又可实现定迎角连续变侧滑角的试验方式.在0.6m跨声速风洞开展了引导性试验研究,并在2.4m跨声速风洞中对该支撑系统与传统的支撑方式进行了风洞试验对比.结果表明,多功能支撑与传统支撑方式的风洞试验数据相关性良好,表明该支撑装置的研制是成功的,可应用于型号试验.     

无人机气动力地面车载测试系统

介绍了中国航天空气动力技术研究院开发的一种用于测量全尺寸无人机气动力的地面车载测试系统(GTV).车载测试系统采用一辆中型卡车进行相关改造,将试验无人机机身安装在其顶部,通过汽车牵引能够达到40km/h的速度.一套专用的测试天平系统和数据采集系统用于记录试验中无人机产生的升力、阻力以及俯仰力矩等数据.主要介绍测试天平系统的设计,数据采集测试系统,测试方法和试验结果.多元静态原位校准加载结果表明天平测试系统输出信号线性度以及重复性较好.动态校准试验采用一副定常展弦比6的机翼进行,试验结果与已知的风洞试验数据进行了比对.车载测试系统试验结果的升力和俯仰力矩数据不同车次之间重复性较好,并且与风洞试验数据基本一致.但阻力数据的离散度要比风洞试验时大得多,并且试验结果比风洞试验时偏小一些,试验证明地面车载测试系统的阻力测量难度较大.     

2m×2m超声速风洞流场控制策略研究与实现

2m×2m超声速风洞是一座大型引射下吹式风洞,总压控制具有菲线性、时变、大滞后特性,引射器和主调压阀同时运行时存在一定的耦合特性.为了满足风洞试验对总压控制精度和收敛速度的要求,对不同马赫数试验条件下,风洞流场启动和串级智能稳定控制策略进行了深入研究,并在调试过程中对控制方法进行了验证,控制结果达到风洞指标要求.     

4m×3m风洞无人机模型振动抑制系统研制

在4m×3m低速风洞大展弦比无人机试验中,出现了纵向大振幅振动问题.通过试验观察和支撑系统的有限元计算,在不破坏风洞结构和不改变原模型姿态角变化范围的条件下,气动中心低速所研制了一套抑振装置.该装置成功应用于多个无人机型号试验,有效地抑制了纵向大振幅振动,提高了大展弦比无人机低速风洞试验数据的精准度.     

2.4m跨声速风洞推力矢量试验测力系统研制与应用

推力矢量控制（TVC）技术能实现飞行器过失速机动飞行,使飞行器突破失速障、增强机敏性,在改善起降性能、巡航性能等方面具有重要作用。在2.4m跨声速风洞推力矢量试验中,采用3台六分量应变天平和2个独立的空气桥系统来实现飞机模型气动力和2个尾喷管转向喷流推进特性同时分别测量。推力矢量试验模型扁平外形使测力系统的布局及结构设计受到较大限制,狭小的模型内部需布置3台六分量天平、2套独立的空气桥系统及管路、支撑系统、压力测量系统等,采用传统方式无法完成如此复杂的系统设计,更无法完成高压条件下空气桥系统与测力天平的匹配设计。在测力系统的研制中,采用了一体化设计理念和刚度匹配设计方法,结合ANSYS有限元软件较好地解决了系统各部件的布局及结构优化等问题。天平校准结果和风洞试验结果证明测力系统满足推力矢量试验需求。     

8m×6m低速风洞技术改造研究

8m× 6m风洞是亚洲最大的低速风洞 ,为了不断满足国民经济发展对风洞试验的要求 ,为了解决本身存在的问题 ,8m× 6m风洞运行 2 0年来首次进行了大规模技术改造。采用了自行研制和引进改进相结合的方式 ,圆满地完成了改造 ,使该风洞的试验能力提高到了一个新的水平。     

4米×3米低速风洞实际攻角测控系统

本文介绍了中国空气动力研究与发展中心低速所４米×３米低速风洞实际攻角测控系统的设计思想、系统构成、实际攻角的测量原理、测量方法、系统软件包及达到的主要技术指标。该系统成功地将加速度传感器用于模型实际攻角的测量，并用于尾撑大攻角控制系统，测控范围可以覆盖－３０～１１０°的攻角行程；首次实现了实际攻角的测量一体化，为大攻角试验和实时攻角测量打下了良好的基础。     

φ3.2m风洞活动地板系统研制

目前在风洞中通常采用固定地板和活动地板两种模拟方法开展飞行器地面效应研究,确定地面效应影响量大小.采用固定地板模拟地面时,由于存在地板边界层,不能真实模拟飞机近地飞行状况.采用活动地板模拟地面时,由于活动带运行速度和方向与来流一致,在活动地板表面不存在边界层,可以真实模拟飞机近地飞行状况,提高地面效应试验数据的精准度.介绍了φ3.2m风洞活动地板系统的研制情况,对活动地板系统的组成、结构形式、主要技术指标等作了简要介绍.YF-16模型试验结果表明:φ3.2m风洞活动地板试验系统的性能指标达到了设计要求,活动带最大运行速度为60m/s;活动地板和固定地板两种模拟方法获得的地面效应试验结果存在较大差别,差别大小随地板高度和飞机姿态角变化而变化.     

基于测控局域网集散系统的试验管理软件研制

介绍了8m×6m风洞试验管理软件的总体结构,讨论了该软件系统中局域网和主要子系统的设计和功能实现。该软件系统充分发挥了测控局域网集散系统的优势,实现了对风洞试验中试验流程和试验数据的集中管理,实现了对角度、速压以及数据采集等环节的分散控制,具有可靠性高、扩展性好、灵活性强等特点,形成了一套功能丰富、运行高效的试验管理软件系统。目前,该系统已成功用于风洞试验中,收到了良好的社会和经济效益。     

Φ5m立式风洞动力系统

Φ5 m立式风洞是我国第一座大型立式风洞,风洞动力系统采用交流调速方案:选用进口中压变频器,驱动国产交流异步变频电动机,已经于2006年9月通气成功.笔者主要介绍了Φ5 m立式风洞动力系统的概况,已经达到的技术指标:稳转速精度(相对额定值)为0.04%(24~350 r/min),整个系统的功率因数达0.97;接着介绍了系统的组成:交流变频调速系统、监控系统、高低压配电系统和辅机系统;并进一步介绍了设计和调试中解决的主要技术难题,列出了主要测试数据;最后对系统进行了评价:动力系统是成功的,明显优于以往使用风洞中的直流调速系统.     

凤洞试验的测力测压一体化数据采集处理系统

本文介绍了南京航空学院空气动力研究所 NH-2低速风洞中以 HP1000A700计算机为中心的测力测压一体化试验的数据采集处理系统。该系统实现了风洞试验过程中对模型受到的力、力矩、表面压力、洞壁压力等的快速高精度同步采集和处理,不但使风洞的效率得到提高,而且有利于开展新试验技术的研究。文章讲述了系统的组成和特点,给出了系统配置图。系统包括 HP-2250测量控制子系统、780B 电子扫描压力测量子系统和 HP-1000主计算机,各子系统频繁的实时校正保证了测试精度优于±0.10%。文章重点介绍了软件的设计,并给出了几个应用实例。     

2.4m×2.4m跨声速风洞虚拟飞行试验天平研制

要解决先进飞行器的气动/运动非线性耦合问题,就需要建立气动/飞行力学一体化的虚拟飞行试验平台,用于获取飞行器机动飞行过程中的非定常气动力特性,弄清气动/运动非线性耦合机理。2.4m×2.4m 跨声速风洞(以下简称2.4m风洞)虚拟飞行试验天平研制技术是虚拟飞行试验机理性研究的关键技术之一。由于试验模型为两段的细长结构,天平设计空间受到限制,并且载荷极不匹配。风洞试验研究要求天平不仅要实现分段模型气动力的测量,还要实现两段模型的同步小摩擦滚转运动,传统天平无法满足试验要求。新设计的天平采用一种带有轴承和心轴的环式“双天平”新结构,较好解决了载荷匹配问题以及测量与运动之间的矛盾。天平设计利用有限元软件ANSYS进行应变和应力分析与优化,并设计了耦合式电桥。天平静校和风洞试验数据表明,该天平满足风洞虚拟飞行试验机理性研究的要求。     

分离式共轴刚性旋翼风洞试验技术研究

为在■3.2 m风洞开展高速直升机共轴刚性旋翼风洞试验,中国空气动力研究与发展中心(China Aerodynamic Research and Development Center,CARDC)开展了分离式共轴刚性旋翼风洞试验关键技术研究。解决了双旋翼共轴反向驱动、双旋翼联动和差动变距操纵、旋翼气动力分离测量、旋翼间距调整等关键技术问题,研制了■2 m直径共轴刚性旋翼试验台和旋翼天平、旋翼操纵系统,实现了旋翼共轴等速反向旋转、双旋翼联动和差动变距操纵、旋翼升力偏置调整、旋翼气动力孤立测量、旋翼间距调整等功能。通过开展风洞试验,验证了该试验技术,表明试验技术具有技术成熟度高、数据重复性精度高、可调节参数多的优点。     

3m×2m结冰风洞总压探针和皮托管研制

针对国内首座大型结冰风洞的调试和运行,设计了具有防除冰功能的总压探针和皮托管。采用了新的制造工艺在内腔狭小的管内盘绕布置加热器,并通过合理分配加热器密度,解决了新工艺带来的加热器易受损和局部过热问题;使用电源可调压技术,在不同试验状态下调节加热功率,避免整体过热或防除冰能力不足。静态测试、校准和风洞试验数据表明,研制的总压探针和皮托管可有效用于结冰风洞特殊环境。     

移频信号监测系统的研究与开发

移频信号监测系统是一个工控检测系统,它的研究和开发实现了对铁路移频信号的实时监测。该系统采用了界面显示、数据采集和数据存储多线程异步运行的机制,具有内存消耗小。响应速度快,网络传输实时性好等特点,有效地提高了工作效率。本文介绍了该系统的结构组成并解决了系统实现的若干关键问题。     

Ф5m立式风洞动力系统

Ф5m立式风洞是我国第一座大型立式风洞,风洞动力系统采用交流调速方案:选用进口中压变频器,驱动国产交流异步变频电动机,已经于2006年9月通气成功。笔者主要介绍了Ф5m立式风洞动力系统的概况,已经达到的技术指标:稳转速精度(相对额定值)为0.04%(24~350r/min),整个系统的功率因数达0.97;接着介绍了系统的组成:交流变频调速系统、监控系统、高低压配电系统和辅机系统;并进一步介绍了设计和调试中解决的主要技术难题,列出了主要测试数据;最后对系统进行了评价:动力系统是成功的,明显优于以往使用风洞中的直流调速系统。     

电泳涂装生产线实时监控的虚拟仪器系统

根据电泳涂装生产车间的布局结构及其基于DH 的PLC控制网络,设计生产线基于LabWindows/CVI的实时监控虚拟仪器(Virtual Instrument,VI)系统。该VI系统通过RSLinx OPC服务器实现LabWindows/CVI与PLC的通信,能对生产线进行在线监控,包括数据采集、传送、显示、控制、及数据存档等。     

2.4m跨声速风洞试验质量影响因素分析及改进措施研究

影响风洞试验质量的因素很多,如流场品质、测量系统误差、支撑干扰以及洞壁干扰等.主要对模型姿态角、马赫数、模型支撑系统等影响因素进行了改进研究.通过改进使模型迎角测量精度达到0.03°、Ma数控制精度达到0.003,并有效降低了支撑干扰影响,提高了2.4m跨声速风洞的试验质量.