留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

旋转导弹模型非定常表面压力测试技术研究

肖恒 顾蕴松 孙之骏

肖恒, 顾蕴松, 孙之骏. 旋转导弹模型非定常表面压力测试技术研究[J]. 实验流体力学, 2020, 34(4): 62-67. doi: 10.11729/syltlx20190100
引用本文: 肖恒, 顾蕴松, 孙之骏. 旋转导弹模型非定常表面压力测试技术研究[J]. 实验流体力学, 2020, 34(4): 62-67. doi: 10.11729/syltlx20190100
XIAO Heng, GU Yunsong, SUN Zhijun. Unsteady surface pressure measurements of standard spinning missile model in supersonic flow[J]. Journal of Experiments in Fluid Mechanics, 2020, 34(4): 62-67. doi: 10.11729/syltlx20190100
Citation: XIAO Heng, GU Yunsong, SUN Zhijun. Unsteady surface pressure measurements of standard spinning missile model in supersonic flow[J]. Journal of Experiments in Fluid Mechanics, 2020, 34(4): 62-67. doi: 10.11729/syltlx20190100

旋转导弹模型非定常表面压力测试技术研究

doi: 10.11729/syltlx20190100
详细信息
    作者简介:

    肖恒(1993-),男,安徽阜阳人,硕士。研究方向:流动测量控制,飞行测量与控制。通信地址:陕西省西安市阎良区试飞院路8号中国飞行试验研究院(710089)。E-mail:1296443970@qq.com

    通讯作者:

    顾蕴松  E-mail: yunsonggu@nuaa.edu.cn

  • 中图分类号: O355

Unsteady surface pressure measurements of standard spinning missile model in supersonic flow

  • 摘要: 为了获得旋转导弹模型表面复杂的压力变化,设计了一套嵌入式无线压力测量系统,该系统能够以1 kHz的采样频率对8个压力通道进行同步采集。该绝对压力测量系统的量程为30 PSI,静态测量误差小于5/10 000;在连接10 cm的测压软管后,系统的动态延迟小于1.16 ms,信号幅值衰减小于1%。利用该嵌入式的无线测压系统,在高速风洞中开展了模型表面压力测试,对旋转导弹模型的关键区域多点的表面压力进行了测量,获得了表面压力的动态特征。结果表明:所提出的非定常表面压力测试技术可同步多点测量旋转导弹模型表面压力,为开展相关旋转模型气动特性风洞试验提供了一种有效的非定常表面压力测试手段。
  • 图  1  弹体周围涡系数值模拟结果[9]

    Figure  1.  The CFD simulation of the vortices around a spinning missile[9]

    图  2  旋转导弹模型剖视图

    Figure  2.  Cutaway view of the spinning missile

    图  3  模型在风洞中的安装示意图

    Figure  3.  Model installed in the wind tunnel

    图  4  测压点的分布示意图

    Figure  4.  The distribution of the pressure tap on the model

    图  5  导弹模型旋转一周过程中舵片的偏角变化

    Figure  5.  The angle change of missile canard during the missile rotation

    图  6  NH-1高速风洞示意图

    Figure  6.  Sketch of high speed wind tunnel

    图  7  嵌入式无线测压模块

    Figure  7.  Pressure measurement device

    图  8  压力传感器的静态校核结果

    Figure  8.  The calibration result of the pressure transducers

    图  9  压力传感器的动态特性

    Figure  9.  The dynamical character of pressure transducer

    图  10  在无风条件下,导弹模型以12 Hz频率旋转时,#2测压点的测量结果

    Figure  10.  The pressure of No.2 pressure tap (v=0 m/s, f=12 Hz)

    图  11  无风条件下,f=12 Hz,#2测压点压力信号的幅频特性

    Figure  11.  The amplitude-frequency characteristic of No.2 pressure tap's signal (v=0 m/s, f=12 Hz)

    图  12  Ma=1.5、α=8°、f=12 Hz时,弹体旋转一周过程中,#8测压点的压力变化

    Figure  12.  The pressure change of No.8 pressure tap (Ma=1.5, α=8°, f=12 Hz)

    图  13  单独弹体表面#8测压点的压力信号的幅频特性

    Figure  13.  The amplitude-frequency characteristic of No.8 pressure signal

    图  14  Ma=1.5、α=8°、f=12 Hz时,7个车次的#8测压点单周期压力变化

    Figure  14.  The pressure change of No.8 pressure tap in seven independent test (Ma=1.5, α=8°, f=12 Hz)

    图  15  Ma=1.5、α=8°、f=12 Hz时,舵片下游#2测压点压力变化

    Figure  15.  The pressure of No.2 pressure tap (Ma=1.5, α=8°, f=12 Hz)

    图  16  弹体表面#2测压点压力信号的幅频特性

    Figure  16.  The amplitude-frequency characteristic of No.2 pressure tap's signal

    表  1  嵌入式无线测压系统技术参数

    Table  1.   Technical parameters of embedded wireless pressure measurement system

    量程 精度 通道数 采样率
    30 PSI 0.05% FS 8 1 kHz
    下载: 导出CSV

    表  2  无风条件下,f=12 Hz,#2测压点的测量结果

    Table  2.   The pressure of No.2 pressure tap (v=0 m/s, f=12 Hz)

    大气压 平均测量结果 标准差
    103.60 kPa 103.59 kPa 0.10 kPa
    下载: 导出CSV
  • [1] 李惠芝, 成楚之.旋转导弹的气动布局[J].战术导弹技术, 1989(3):4-10. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=QK000005071990
    [2] TISSERAND L E. Aerodynamics of a rolling airframe missile[J]. Aerodynamics of a Rolling Airframe Missile, 1981, 82(8):25-147. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=LrxG81aOYhQ3/7dgJNsO1GWm6hKAGE5ENdaCDjDQzLM=
    [3] DESPEYROUX A, HICKEY J P, DESAULNIER R, et al. Numerical analysis of static and dynamic performances of grid fin controlled missiles[J]. Journal of Spacecraft and Rockets, 2015, 52(4):1236-1252. doi: 10.2514/1.A33189
    [4] 苗瑞生, 吴甲生.旋转弹空气动力学[J].力学进展, 1987, 17(14):479-487. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTotal-LXJZ198704004.htm
    [5] FRESCONI F, GUIDOS B, CELMINS I, et al. Flight behavior of an asymmetric missile through advanced characterization techniques[J]. Journal of Spacecraft and Rockets, 2017, 54(1):266-277. doi: 10.2514/1.A33593
    [6] NYGAARD T A, MEAKIN R L. Aerodynamic analysis of a spinning missile with dithering canards[J]. Journal of Spacecraft and Rockets, 2004, 41(5):726-734. doi: 10.2514/1.13075
    [7] DESPIRITO J. CFD validation of interaction of fin trailing vortex with downstream control surface in high subsonic flow[R]. AIAA-2016-1546, 2016.
    [8] BLADES E L, MARCUM D L. Numerical simulation of a spinning missile with dithering canards using unstructured grids[J]. Journal of Spacecraft and Rockets, 2004, 41(2):248-256. doi: 10.2514/1.9197
    [9] SHENG C H, WANG X, ZHAO Q Y. Aerodynamic analysis of a spinning missile using a high-order unstructured-grid scheme[J]. Journal of Spacecraft and Rockets, 2010, 47(1):81-89. doi: 10.2514/1.42988
    [10] MILLER M. Wind tunnel measurements of the Magnus induced surface pressures on a spinning projectile in the transonic speed regime[R]. AIAA-1983-1838, 1983.
    [11] BLISS D B, WACHSPRESS D A, QUACKENBUSH T R. A new approach to the free wake problem for hovering rotors[C]//Proceedings of American Helicopter Society 41st Annual Forum. 1985.
    [12] KWON O J, HODGES D H, SANKAR L N. Stability of hingeless rotors in hover using three-dimensional unsteady aerodynamics[J]. Journal of the American Helicopter Society, 1991, 36(2):21-31. doi: 10.4050/JAHS.36.21
    [13] 高丽敏, 吴亚楠, 胡小全, 等.基于光强的快速响应PSP动态测量技术及其应用[J].航空学报, 2014, 35(3):607-623. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=hkxb201403002

    GAO L M, WU Y N, HU X Q, et al. Intensity-based fast response PSP technique and its applications[J]. Acta Aeronautica et Astronautica Sinica, 2014, 35(3):607-623. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=hkxb201403002
    [14] 高丽敏, 高杰, 王欢, 等. PSP技术在叶栅叶片表面压力测量中的应用[J].工程热物理学报, 2011, 32(3):411-414. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=gcrwlxb201103013

    GAO L M, GAO J, WANG H, et al. Application of PSP technique to pressure measurement on cascade surface[J]. Journal of Engineering Thermophysics, 2011, 32(3):411-414. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=gcrwlxb201103013
    [15] 张永存, 陈柳生, 阎莉, 等.压敏涂料技术在风洞中的应用研究[J].实验流体力学, 2010, 24(1):74-78, 94. http://www.syltlx.com/CN/abstract/abstract9792.shtml

    ZHANG Y C, CHEN L S, YAN L, et al. Investigation and application of pressure sensitive paint technique in wind tunnel test[J]. Journal of Experiments in Fluid Mechanics, 2010, 24(1):74-78, 94. http://www.syltlx.com/CN/abstract/abstract9792.shtml
    [16] 陈子龙, 熊兵, 黄明镜.基于PSP技术的压气机跨声叶栅表面压力场测量[J].燃气涡轮试验与研究, 2015, 28(4):57-62. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=rqwlsyyyj201504013

    CHENG Z L, XIONG B, HUANG M J. Transonic cascade pressure-field measurement based on PSP technique[J]. Gas Turbine Experiment and Research, 2015, 28(4):57-62. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=rqwlsyyyj201504013
  • 加载中
图(16) / 表(2)
计量
  • 文章访问数:  273
  • HTML全文浏览量:  160
  • PDF下载量:  30
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2019-08-05
  • 修回日期:  2019-09-24
  • 刊出日期:  2020-08-25

目录

    /

    返回文章
    返回

    重要公告

    www.syltlx.com是《实验流体力学》期刊唯一官方网站,其他皆为仿冒。请注意识别。

    《实验流体力学》期刊不收取任何费用。如有组织或个人以我刊名义向作者、读者收取费用,皆为假冒。

    相关真实信息均印刷于《实验流体力学》纸刊。如有任何疑问,请先行致电编辑部咨询并确认,以避免损失。编辑部电话0816-2463376,2463374,2463373。

    请广大读者、作者相互转告,广为宣传!

    感谢大家对《实验流体力学》的支持与厚爱,欢迎继续关注我刊!


    《实验流体力学》编辑部

    2021年8月13日