飞机进气道流量测量及其校验比较

　　0　引言

　　飞机进气道流量是与飞机发动机匹配的重要指标,因此正确测定进气道流量是一项十分重要的课题。通常进气道流量是用“米”字排来测量进气道出口截面处的总压分布及周围壁面静压来测得进气道流量的。但是由于飞机随着攻角的变化,使进气道内部形成分离等因素使流场发生畸变,因此用“米”字排测量所得的流量会发生偏差。为了克服流量测量的偏差,在进气道抽气软管后部设置一等截面测量流量的管道。该管道内流场相对均匀,且飞机攻角α变化对该段的内部流场的均匀性几乎无影响,因此用类似测总压及静压的办法来计算出的流量将更为精确。

　　1　试验装置及测试设备

　　某飞机在风洞中的安装情况和测试装置的连接示意图如图1所示。

　　1.1　试验模型

　　本试验模型为全金属进气道模型,在进气道出口截面处安置一“米”字排用于测量进气道内的总压分布,出口截面处内壁布有静压孔。以便进行流量测量计算。测压点分布如图2所示。

　　1.2　校验装置

　　为准确测量进气道的流量,在抽气软管下游安置一等直径钢管,在管道内安置总压排,并在总压测量位置处的内管壁上开若干个静压孔,以正确测量并校核飞机进气道的流量。测压点分布如图3所示。

　　1.3　风洞

　　本试验在NH-2风洞中进行,该风洞试验段尺寸为长7m、宽3m、高2.5m、最大风速为90m/s。紊流度小于0.1%。飞机模型的攻角α(风洞中来流速度方向与飞机机身轴线在飞机对称平面内的夹角)和侧滑角β(风洞中来流速度方向与飞机机身轴线在水平投影内的夹角)由机械天平上的α、β机构来实现。

　　1.4　测压系统

　　本试验所用压力测量装置为美国B+F公司生产的快速压力扫描系统。该系统具有测点多,实时校正,扫描速度快,精度高等特点,已广泛应用于飞行器表面及建筑物表面的压力测量及空间流场的测量。

　　1.5　抽气装置

　　抽气装置由控制阀与真空泵系统组成。本试验使用了3台真空泵,抽气流量最大可抽到2.5kg/s,可以满足本试验要求。调节控制阀可调整进气道内的流量。

　　2　测量原理

　　在流体中,任一流管截面的流量qm可表示为

　　qm=ρvA

　　式中:ρ为流体密度,ρ=ρ0ε(λ)=(P0/RT0)ε(λ);

　　v为速度,;A为流管截面积;p0,ρ0及T0为流体(气体)的总压、总密度和总温度(绝对温度);R为状态方程中的气体常数;k为比定压热容对比定容热容之比,通常T0在573K以下对空气来说取k=1.4;λ为速度与当地音速之比,λ与当地的总压p0与静压p之间的关系为