压敏涂料测压技术在风洞实验中的应用与发展

admin · 发表于 2022-9-4 17:27:09

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飞机模型表面的压力分布测量是实验空气动力学的重要研究课题之一。借助于压力分布场，可以说明分离区，激波位置，载荷分布，观察飞机各部件之间的气动干扰，了解在一般情况下，这些干扰对飞行器气动特性的影响。同时，精确的压力测量结果可以用于确认及证明计算流体力学的理论。压敏涂料测压技术是一项新型的模型表面光学压力测量技术。该技术的基本原理是将一种特殊材料制成的具有压力传感器功能的压敏涂料喷涂到模型表面，它在特定波长的激励光照射下，可激发出荧光。因荧光强度反比于模型表面空气的压力，所以用数字式CCD摄像头摄取模型表面荧光强度的图像，通过数字图像处理方法，可得到模型表面的压力分布。本文主要介绍了压敏涂料测压技术的应用方法、该技术在我国生产型风洞中遇到的题目及解决方法。通过使用压敏涂料测压技术与常规测压技术在飞机模型表面压力测量结果的比较，验证了研究结果。首先，通过研究多种压力敏感发光材料、屏蔽层中的偶联材料、优化荧光分子的分子和迁移性，完成了压敏涂料的研制。该涂料通过试验室校测与飞机模型表面的压力试验，性能达到了模型风洞测压试验的要求。其次，通过研究压敏涂料系统设备的性能、生产型风洞飞机进行模型表面压力测量的试验过程，完成了压敏涂料测压技术自动化试验控制软件的研制。第三，通过研究试验模型坐标到压敏涂料数据处理坐标的转换、压敏涂料系统压力数据图像到试验模型表面压力分布的对应映射、压敏涂料系统压力数据的滤波等方法，总结出一套适合于高速风洞工程应用的压敏涂料测压技术测量数据处理和修正的方法，改进了压敏涂料系统压力测量结果的精度、风洞试验数据处理的速度。最后，通过生产型风洞的飞机试验模型，研究了：（ⅰ）压敏涂料测压技术压力测量结果的精度；（ⅱ）压敏涂料测压技术与常规测压技术同时完成飞机模型表面压力测量时两项技术测量结果的偏差；（ⅲ）使用压敏涂料测压技术完成飞机测力模型表面压力测量的测量结果与在另一座风洞使用常规测压技术完成该飞机测压模型表面压力测量的测量结果的偏差。

压敏涂料测压技术在风洞实验中的应用与发展

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