[科普中国]-进气道风洞

进气道风洞试验

该阶段的主要工作是开展进气道第一期和第二期低、高速风动试验，根据试验结果优化和初步冻结进气道的设计方案。

(1)进气道第一期低速风洞试验

①选择试验风洞，根据风洞试验段尺寸和规范确定试验模型比例；

②与发动机研制单位协调进气道测量截面的位置、总静压测点和动态总压测点的分布与形式；

③根据模型比例，确定动态总压传感器的频率响应范围；

④根据进气道外形和影响进气道进口流场的部分飞机外形，使用工程设计软件设计全金属进气道试验模型；

⑤处理模型加工中的设计问题；

⑥确定进气道低速试验的试验风洞，协调模型安装和测试要求，保证模型姿态变化范围内进气道进口始终都处于试验段核心流区域内；

⑦确定试验内容，编写进气道第一期低速风洞试验的试验任务书，该任务书应充分反映几何参数变化对进气道性能的影响；

⑧确定测试参数，编写进气道低速风洞试验计算任务书；

⑨参加低速风洞进气道试验，保证试验结果数据的准确度和精度；

(2)进气道第一期高速风洞试验

①选择试验风洞，根据风洞试验段尺寸和规范确定试验模型比例；

②与发动机研制单位协调进气道测量截面的位置、总静压测点和动态总压测点的分布与形式；

③根据模型比例，确定动态总压传感器的频率响应范同；

④根据进气道外形和影响进气道进口流场的飞机外形，使用工程设计软件设计全金属进气道试验模型；

⑤处理模型加工中的设计问题；

⑥确定进气道高速试验的试验风洞，协调模型安装和测试要求，模型姿态变化范围内进气道进口始终都在试验段核心流区域内；

⑦确定试验内容，编写进气道第一期高速风洞试验的试验任务书，该任务书应充分反映几何参数变化对进气道性能的影响，并对进气道/发动机稳定工作性能做出重点安排；

⑧确定测试参数，编写进气道高速风洞试验任务书；

⑨参加高速风洞进气道试验，保证试验结果数据的准确度和精度；

⑩分析试验结果，编写进气道第一期高速风洞试验分析报告，重点分析进气道/发动机稳定工作性能，对进气道的高速性能和方案的可性进行综合评述，提出改善的方向。

(3)进气道第二期低速风洞试验

根据对提高进气道性能、改善进气道出口流场影响敏感的几何参数进行优化设计的结果，进行进气道第二期低速风洞试验。

①按进气道第一期低速风洞试验的内容和程序进行第二期低速风洞试验；

②分析试验结果，编写进气道第二期低速风洞试验分析报告，综合评估方案论证阶段进气道优化后的低速性能和优化效果，提出完善、改进设计的措施。

(4)进气道第二期高速风洞试验

根据对提高进气道性能、改善进气道出口流场影响敏感的几何参数进行优化设计的结果，进行进气道第二期高速风洞试验。

①按进气道第一期高速风洞试验的内容和程序进行第二期高速风洞试验；

②分析试验结果，编写进气道第二期高速风洞试验分析报告，对方案论证阶段进气道优化后的高速性能、进气道/发动机共同工作稳定性和优化效果进行综合评估，提出完善。2

试验方法飞行器进气道性能对发动机工作特性有着极大的影响。风洞试验中，对进气道的动态畸变参数进行测量，是研究进气道性能的极为重要的手段。由于进气道动态参数的测量需要数量较大的传感器及其通道来作数据采集，用复杂的流体力学模型对采得的数据作处理，从而对测试系统提出了很高的要求。有些国家的空气动力实验中心已组建了一些测试系统：进行了卓有成效的工作。直至九十年代初，国外主要的风洞试验中心采用的是模拟的或模拟/数字混合式的测试系统。

所谓模拟式测量方案的基本原理为：利用多通道模拟磁带机记录由多通道动态传感器经放大、滤波后的动态电压模拟信号。试验结束后，回放磁带，转换成数字量，再由数字计算机作畸变参数计算，并同时处理相关参量。这种方案系统庞大，环节众多，造价昂贵，全部数据只能在试验后脱机进行，时效性差。模拟方式的多通道磁带机是昂贵的设备，且有很大的局限性，其固有的非线形失真、噪声以及由于磁带变形所引起的信号畸变与通道间的不同步等，给处理精度带来不良影响。人们在克服这些局限性上作了很多工作。例如，采用FM(调频)或PCM(脉冲编码调制)等方式，将数据调制后再记录，改善磁带质量，提高磁带机的精度等。但终归不能从根本上改变模拟信号存储与处理方式本身所固有的局限性，以及由于脱机处理所带来的时效不高的问题。3

用途进气道风洞实验的主要项目有：测量进气道在不同M数下，不同压缩角，不同唇口形状，不同进气门、放气门开度，不同迎角以及不同侧滑角等情况下的总压恢复系数与流量系数的关系，喘振边界，出口流场的畸变，测量进气道内、外表面的静压分布以及进气道的外部阻力系数等。

将进气道模型安装于风洞实验段内，在一定的来流M数、迎角以及侧滑角等状态下，调整流量调节锥的前后位置就可以改变气流流出通道的大小，从而可调节流经进气道的气流流量。在一定的M数、迎角、侧滑角及流量调节锥位置下，记录安装于进气道出口截面上的总压排管的总压值以及风洞稳定段内的气流总压值，记录安装在测量流量面上的总压排管的总压值以及静压测量孔的静压值，记录气动力天平的阻力读数，就可以分别求得进气道在不同M数、迎角、侧滑角状态下的总压恢复系数、流量系数、进气道出口截面气流均匀度、进气道内部阻力和外部阻力等特性。4