測(cè)量系統(tǒng)成功研制解決風(fēng)洞試驗(yàn)瓶頸問(wèn)題

近日，中國(guó)空氣動(dòng)力研究與發(fā)展中心低速所自主創(chuàng)新研究的基于線陣CCD的高精度實(shí)時(shí)空間位移測(cè)量系統(tǒng)成功應(yīng)用于某型號(hào)試驗(yàn)，標(biāo)志著該系統(tǒng)具備了型號(hào)試驗(yàn)?zāi)芰?。該系統(tǒng)的研制，成功解決了低速風(fēng)洞試驗(yàn)中的瓶頸問(wèn)題，提高了模型位移、姿態(tài)角、軌跡、振動(dòng)等參數(shù)的實(shí)時(shí)測(cè)量能力，為天平校準(zhǔn)和有關(guān)型號(hào)低速試驗(yàn)研究提供了有力的技術(shù)支撐。

在風(fēng)洞試驗(yàn)中，由于模型風(fēng)載時(shí)的姿態(tài)與零載時(shí)的姿態(tài)不一致，造成數(shù)據(jù)誤差，比如某大型飛機(jī)阻力系數(shù)0.0001的不確定度，在遠(yuǎn)程巡航中將改變1%的有效載荷。采用光學(xué)非接觸方法進(jìn)行實(shí)時(shí)位移測(cè)量，準(zhǔn)確獲取模型姿態(tài)角、軌跡、振動(dòng)等參數(shù)，是提高風(fēng)洞試驗(yàn)精細(xì)化程度的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。該所研制了基于線陣CCD的高精度實(shí)時(shí)空間位移測(cè)量系統(tǒng)，滿足了低速風(fēng)洞試驗(yàn)中模型位移、姿態(tài)角、軌跡、振動(dòng)等參數(shù)的測(cè)量需求，建立了低速風(fēng)洞實(shí)時(shí)空間位移測(cè)量試驗(yàn)技術(shù)，滿足型號(hào)試驗(yàn)的工程實(shí)用要求。該系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)性好、精度高、靈活方便、性價(jià)比高的特點(diǎn)，技術(shù)居國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。據(jù)悉，該技術(shù)還可推廣應(yīng)用于工業(yè)在線檢測(cè)、運(yùn)動(dòng)分析等其他實(shí)時(shí)高精度位移測(cè)量領(lǐng)域中，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和廣闊的應(yīng)用前景。

風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)指在風(fēng)洞中安置飛行器或其他物體模型，研究氣體流動(dòng)及其與模型的相互作用，以了解實(shí)際飛行器或其他物體的空氣動(dòng)力學(xué)特性的一種空氣動(dòng)力實(shí)驗(yàn)方法。

早期的風(fēng)洞僅作靜態(tài)實(shí)驗(yàn)，被測(cè)參量項(xiàng)目少，量值小，量程也窄，多采用表盤式儀表或光學(xué)定性分析儀器。從20世紀(jì)60年代起，原有的風(fēng)洞被用來(lái)作動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)，新型風(fēng)洞又不斷投入使用，被測(cè)參量項(xiàng)目急劇增加，風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)技術(shù)和測(cè)試儀器也隨之發(fā)生重大變化：從單項(xiàng)測(cè)量到綜合性測(cè)量，從靜態(tài)到動(dòng)態(tài)，從宏觀到微觀，從定性分析過(guò)渡到定量測(cè)量。

目前，風(fēng)洞測(cè)試儀器按是否與被測(cè)對(duì)象接觸，可分為接觸式和非接觸式兩類，按照測(cè)試內(nèi)容可以分為氣動(dòng)力和力矩測(cè)量?jī)x器,壓力測(cè)量?jī)x器,溫度、熱流和總焓(見(jiàn)焓)測(cè)量?jī)x器，流場(chǎng)密度與密度變化測(cè)量和顯示儀器，氣流速度測(cè)量?jī)x器和巡回檢測(cè)裝置。

對(duì)于我國(guó)企業(yè)而言，修建風(fēng)洞，添置專業(yè)設(shè)備、發(fā)展技術(shù)，需要的周期太長(zhǎng)，而且獨(dú)立擁有完整配套的研究機(jī)構(gòu)是否必要也是個(gè)問(wèn)題。所以，目前在我國(guó)風(fēng)洞的建設(shè)仍依托科研單位，但在投入經(jīng)費(fèi)時(shí)會(huì)很慎重。因此，對(duì)于風(fēng)洞測(cè)試儀器儀表的需求普遍不高。