声爆近场压力测量风洞试验技术研究进展

声爆是超声速民用飞机研制的关键问题之一,风洞试验作为开展声爆研究必不可少的技术手段具有重要研究意义。简要介绍了声爆风洞试验的特点与难点,分析了声爆风洞试验技术的发展趋势。按照空间压力测量装置的不同,将试验技术归纳为测压板、静压探针、测压轨、无反射测压轨等四类空间压力测量技术。重点针对基于无反射测压轨的空间压力精确测量技术和数据修正技术进行了总结与分析。无反射测压轨具有试验效率高、测量精度高、可有效降低流场非均匀扰动误差等优点,是声爆近场压力测量技术的重要发展方向。

声爆近场空间压力风洞测量技术

针对暂冲式超声速风洞中的声爆试验,发展了近场空间压力精确测量技术,以航空工业空气动力研究院的FL-60风洞为例,开展了技术验证。FL-60风洞是一座典型的亚跨超三声速下吹式风洞,其试验马赫数范围为0.3~4.2,试验段尺寸为1.2m×1.2m,单车次试验时间通常为数十秒。根据暂冲式风洞试验时间短、耗气量大等特点,设计了无反射测压轨以代替传统的静压探针,大幅提高了声爆近场空间压力的测量效率。通过CFD技术对无反射测压轨的流动特性、模型安装位置以及风洞试验段中的波系进行了分析,验证了测压轨设计方案的可行性。采用Seeb-ALR低声爆标模和自行设计的带喷流的旋成体模型进行了验证性试验,采用参考车次方法和空间平均技术获得了高质量的数据,试验测量结果与CFD计算结果一致性较好,验证了声爆近场空间压力测量系统设计的合理性。