基于可变形橡胶体的槽孔壁开闭比连续可调试验装置
基于可变形橡胶体的槽/孔壁开闭比连续可调试验装置
研制任务书
编写：
校对：
审核：
批准：
2019 年02 月
目录
1 研制目的..................................................................................................................................... 1
2 研制内容..................................................................................................................................... 2
3 主要技术指标............................................................................................................................. 3
3.1 主要技术指标.................................................................................................................. 3
3.2 主要技术要求.................................................................................................................. 3
4 研制原则及执行的主要标准...................................................................................................... 4
4.1 研制原则.......................................................................................................................... 4
4.2 执行的主要标准.............................................................................................................. 4
5 研制界面..................................................................................................................................... 5
6 研制过程要求............................................................................................................................. 6
6.1 设计要求.......................................................................................................................... 6
6.1.1 壁板结构设计要求................................................................................................ 6
6.1.2 橡胶体设计验证要求............................................................................................6
6.1.3 控制系统设计要求................................................................................................ 7
6.2 加工制造与系统集成要求............................................................................................... 8
6.2.1 加工制造要求........................................................................................................ 8
6.2.2 系统集成要求........................................................................................................ 8
6.2.3 调试与试验验证要求............................................................................................8
6.3 包装运输要求.................................................................................................................. 9
7 进度要求................................................................................................................................... 10
8 文档资料要求........................................................................................................................... 11
1 研制目的
风洞是模拟飞行器飞行环境的地面管道状装置，风洞试验段产生试验所需的一定速度
的气流，飞行器模型安装在风洞试验段进行试验。试验时模型一般是静止的，试验段气流
迎面吹向飞行器模型，通过气流与模型的相向运动来模拟飞行器在空中飞行（运动的相对
性原理），通过改变模型的姿态来模拟飞行器在空中的飞行姿态。试验段可以理解为一段
有边界的飞行的天空。试验段一般呈长方体形状，横截面一般采用矩形，大多是正方形，
长度根据风洞的大小和用途不等，如我国某座风洞其试验段横截面尺寸为 1.2 米×1.2 米，
试验段长度为 3.6 米。试验段的四壁一般为不透气的实壁或透气的开孔（或开槽）壁，上
下壁面称为上壁、下壁，两侧壁面称为侧壁。
跨声速一般是指 0.8 倍的声速至 1.2 倍声速之间的速度范围，飞行器在这个速度范围内
飞行时，气流绕飞行器流动会产生激波（声波的叠加），激波近乎垂直于飞行器表面。
跨声速风洞是指在试验段模拟跨声速速度范围的风洞，其试验段壁面采用的是透气壁，
透气壁主要有孔壁和槽壁两种形式。采用孔壁和槽壁的目的是在风洞试验段产生满足试验
要求的跨声速流场，其机理是相同的，即试验段的气流通过壁板的开的孔和槽流出试验段
这样试验段气体流量沿着流向逐渐变化，流量的变化使得气流加速并形成试验所需的一定
速度的流场。
风洞试验对流场品质是有要求的，要求尽量与真实天空相同，如气流均匀、湍流度低
等，而流场品质情况很大程度上取决于壁板开孔或开槽的型式，如孔的大小、孔的角度、
孔的分布、槽的大小、槽的分布等。总体上，孔壁的消波特性较好（即绕飞行器流动产生
的激波打在试验段壁板上会被消除或减弱，无法反射到试验模型上或发射回来的很弱，因
为真实飞行时天空是无边界的，激波是不会被反射回来，所以试验时激波打在壁板上反射
回来会造成流动模拟的失真）、但噪音偏大，而槽壁刚好与之相反。
无论是开孔壁和开槽壁，在不同的模拟速度下，风洞流场打到最优的流场品质对开闭
比（壁板开的孔或槽的总面积与壁板总面积之比）和通气面积分布要求是不一样的，也就
是风动不同速度下的最优流场是对应于的不同开闭比和通气面积分布率。而目前风洞的开
闭比和通气面积分布是固定的，因需兼顾整个跨声速范围的流场品质，所以每个模拟速度
下流场不是最优的。
随着我国飞行器向气动力精细化设计方向不断发展，对风洞流场品质要求越来越高，
迫切需要建立开闭比和通气面积实时可调技术，实现每个模拟速度下流场品质的最优化调
节。
本项目是基于可变形橡胶体提出的，用于研究跨声速试验段壁板的开闭比和通气面积
分布对流场品质的影响，通过智能寻优控制技术获得不同模拟速度下的最佳开闭比和通气
面积分布，为建立跨声速风洞壁板开闭比实时可调技术做好技术储备。
1
标签： #试验
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基于可变形橡胶体的槽/孔壁开闭比连续可调试验装置研制任务书编写：校对：审核：批准：2019年02月目录1研制目的.....................................................................................................................................12研制内容............................................................................................................
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