一種冰刀試驗(yàn)裝置及測(cè)試方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種冰刀試驗(yàn)裝置。包括支撐架，支撐架的頂部設(shè)置有安裝板，安裝板上固定設(shè)置有刀具架、防護(hù)罩架和驅(qū)動(dòng)器等；還包括冰刀和防護(hù)罩，所述冰刀的一端固定在刀具架上，冰刀處于風(fēng)洞中心位置并前緣工作面垂直于來(lái)流，防護(hù)罩可以轉(zhuǎn)動(dòng)從而使冰刀具有兩個(gè)狀態(tài)，即被罩住和不被罩住兩個(gè)狀態(tài)，通過(guò)測(cè)量冰刀前緣的結(jié)冰厚度就可計(jì)算出風(fēng)洞對(duì)應(yīng)的液態(tài)水含量值。本發(fā)明屬于結(jié)冰風(fēng)洞中液態(tài)水含量測(cè)量標(biāo)定的首創(chuàng)設(shè)備，其結(jié)構(gòu)和工作原理簡(jiǎn)單，填補(bǔ)了本領(lǐng)域的空白，具有良好的實(shí)施效果。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種冰刀試驗(yàn)裝置及測(cè)試方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于風(fēng)洞試驗(yàn)領(lǐng)域，具體的是涉及在結(jié)冰風(fēng)洞中的對(duì)風(fēng)洞中液態(tài)水含量測(cè) 試的一種冰刀試驗(yàn)裝置及測(cè)試方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 結(jié)冰風(fēng)洞屬于特種風(fēng)洞，與常規(guī)風(fēng)洞相比，它可以產(chǎn)生云霧環(huán)境，從而模擬飛行器 的結(jié)冰大氣環(huán)境。云霧環(huán)境中包含一項(xiàng)重要指標(biāo)參數(shù)，即液態(tài)水含量，為了對(duì)結(jié)冰試驗(yàn)結(jié)果 進(jìn)行分析對(duì)比研究，每次結(jié)冰試驗(yàn)前必須對(duì)液態(tài)水含量進(jìn)行標(biāo)定測(cè)量。我國(guó)首座大型結(jié)冰 風(fēng)洞已經(jīng)建成，然而卻缺乏相應(yīng)的測(cè)量液態(tài)水含量的裝置和方法，給風(fēng)洞試驗(yàn)帶來(lái)了困擾。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 針對(duì)上述情況，本發(fā)明目的是基于冰的生長(zhǎng)原理，提供一種冰刀試驗(yàn)裝置，將冰刀 試驗(yàn)裝置置于結(jié)冰風(fēng)洞試驗(yàn)環(huán)境下，并使工作刀處于來(lái)流條件下一段時(shí)間，工作刀前緣就 會(huì)附著一定量的冰，試驗(yàn)結(jié)束后測(cè)量工作刀上收集的冰型厚度就可以計(jì)算出風(fēng)洞對(duì)應(yīng)的液 態(tài)水含量值。
[0004] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：
[0005] -種冰刀試驗(yàn)裝置，包括支撐架，支撐架的頂部設(shè)置有安裝板，安裝板上固定設(shè)置 有刀具架、防護(hù)罩架和驅(qū)動(dòng)器等；還包括冰刀和防護(hù)罩，所述冰刀的一端固定在刀具架上； 所述防護(hù)罩的一端設(shè)置有軸承，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)軸連接在防護(hù)罩架上，轉(zhuǎn)動(dòng)軸的一端連接到驅(qū)動(dòng) 器上；所述防護(hù)罩能沿著軸承轉(zhuǎn)動(dòng)且能將冰刀罩住。
[0006] 在上述技術(shù)方案中，所述安裝板與水平面平行，且冰刀固定在刀具架上與安裝板 垂直。
[0007] 在上述技術(shù)方案中，所述防護(hù)罩水平安裝在防護(hù)罩架上，且能沿著軸承做0°? 90°的擺動(dòng)。
[0008] 在上述技術(shù)方案中，所述冰刀與防護(hù)罩處于同一垂直面內(nèi)，防護(hù)罩轉(zhuǎn)動(dòng)90°后將 冰刀罩住。
[0009] 在上述技術(shù)方案中，所述支撐架包括有若干支撐腿，所述支撐腿的高度可調(diào)。
[0010] 在上述技術(shù)方案中，所述支撐架上的其中一根支撐腿為內(nèi)部中空結(jié)構(gòu)。
[0011] 在上述技術(shù)方案中，所述驅(qū)動(dòng)器的傳輸線(xiàn)纜穿過(guò)支撐腿內(nèi)部中空結(jié)構(gòu)與外部連 接。
[0012] 本發(fā)明的另一目的是提供一種冰刀試驗(yàn)測(cè)試方法，該方法包括以下步驟：
[0013] 將冰刀試驗(yàn)裝置固定設(shè)置在風(fēng)洞壁板上，調(diào)節(jié)支撐腿的高度使得裝置上的冰刀處 于風(fēng)洞試驗(yàn)段的中心；
[0014] 試驗(yàn)前控制防護(hù)罩處于關(guān)閉狀態(tài)，也就是防護(hù)罩處于罩住冰刀位置；
[0015] 開(kāi)始試驗(yàn)，等到風(fēng)洞中流場(chǎng)穩(wěn)定后，控制驅(qū)動(dòng)器打開(kāi)防護(hù)罩，使工作刀迎風(fēng)面置于 來(lái)流中，其上會(huì)開(kāi)始附著冰，當(dāng)冰的生成厚度達(dá)到一定量后關(guān)閉防護(hù)罩；
[0016] 試驗(yàn)結(jié)束后，打開(kāi)防護(hù)罩，測(cè)量冰刀前緣收集的冰型厚度，通過(guò)計(jì)算得到風(fēng)洞對(duì)應(yīng) 狀態(tài)下的液態(tài)水含量值。
[0017] 在上述過(guò)程中，所述冰刀處于風(fēng)洞試驗(yàn)段中心且冰刀的前緣面與風(fēng)洞來(lái)流垂直。
[0018] 為保證本發(fā)明在工作中能穩(wěn)定可靠的實(shí)施，防護(hù)罩運(yùn)動(dòng)速度要求高，其加工制造 宜選擇強(qiáng)度高質(zhì)量輕的材料如碳纖維，從而可以降低對(duì)驅(qū)動(dòng)力的要求，為了保證流場(chǎng)不受 影響，因此驅(qū)動(dòng)器的電源線(xiàn)和數(shù)據(jù)傳輸線(xiàn)均通過(guò)支撐腿內(nèi)部的中空結(jié)構(gòu)連接至風(fēng)洞外部， 這樣既能有效避免搖擺不停的線(xiàn)路對(duì)風(fēng)洞流場(chǎng)的影響又保證了裝置的整體美觀。
[0019] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：本裝置采用了一種基于冰的生長(zhǎng)原理的測(cè)量方法，裝置結(jié)構(gòu) 簡(jiǎn)單，易于實(shí)施，能夠克服結(jié)冰風(fēng)洞低濕高濕的惡劣工作環(huán)境，且支撐架高度可調(diào)能應(yīng)用于 不同尺寸的試驗(yàn)段。該裝置用于結(jié)冰風(fēng)洞中液態(tài)水含量的測(cè)量也屬于首創(chuàng)，因此該裝置有 效的解決了目前液態(tài)水含量測(cè)試的難題。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0020] 圖1是本發(fā)明冰刀裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021] 圖2是冰刀裝置在風(fēng)洞試驗(yàn)段的安裝示意圖；
[0022] 其中：1是支撐架，2是安裝板，3是防護(hù)罩架，4是刀具架，5是冰刀，6是驅(qū)動(dòng)器，7 是防護(hù)罩，8是支撐腿。

【具體實(shí)施方式】
[0023] 如圖1所示，為本發(fā)明所述的冰刀裝置，該裝置主要包括兩部分，一部分為支撐 架，支撐架由支撐腿和支撐面組成，下支撐面用于固定支撐架到風(fēng)洞壁板上，上支撐面用于 固定冰刀裝置，支撐腿中的其中一根或若干根的內(nèi)部為中空結(jié)構(gòu)，用于穿線(xiàn)，且支撐腿的高 度為可調(diào)節(jié)的以適應(yīng)不同尺寸的試驗(yàn)段。
[0024] 另一部分為冰刀裝置部分，包括一個(gè)安裝板，安裝板固定設(shè)置在支撐架的上支撐 面上，且安裝板、上支撐面、下支撐面三者均與水平面平行。安裝板上一共設(shè)置有刀具架、防 護(hù)罩架和驅(qū)動(dòng)器三部分，刀具架上固定有冰刀，冰刀的安裝方向與安裝板垂直，防護(hù)罩架上 安裝有防護(hù)罩，防護(hù)罩的一端設(shè)置有軸承，轉(zhuǎn)動(dòng)軸穿過(guò)防護(hù)罩上的軸承使得防護(hù)罩固定在 防護(hù)罩架上，轉(zhuǎn)動(dòng)軸的一端與驅(qū)動(dòng)器連接，由驅(qū)動(dòng)器開(kāi)始工作給轉(zhuǎn)動(dòng)軸提供動(dòng)力。防護(hù)罩停 止?fàn)顟B(tài)下與安裝面平行，且與冰刀成90°夾角，冰刀與防護(hù)罩在同一垂直面上。驅(qū)動(dòng)器的工 作電源線(xiàn)和數(shù)據(jù)傳輸線(xiàn)通過(guò)支撐腿內(nèi)的中空結(jié)構(gòu)，可以直接將線(xiàn)引出，避免因?yàn)榫€(xiàn)裸露在 夕卜，受風(fēng)力影響飄動(dòng)，同時(shí)影響流場(chǎng)。
[0025] 如圖2所示，將整個(gè)裝置固定在風(fēng)洞壁上，調(diào)節(jié)支撐腿的高度，使得冰刀處于風(fēng)洞 試驗(yàn)段中心并使其前緣面與來(lái)流垂直，試驗(yàn)前使防護(hù)罩處于關(guān)閉狀態(tài)，保護(hù)工作刀前緣不 受影響，當(dāng)結(jié)冰風(fēng)洞流場(chǎng)穩(wěn)定后，將工作刀前的防護(hù)罩打開(kāi)，使工作刀迎風(fēng)面置于來(lái)流中， 其上會(huì)開(kāi)始附著冰，當(dāng)冰的生成厚度達(dá)到一定量后關(guān)閉防護(hù)罩，試驗(yàn)結(jié)束。通過(guò)測(cè)量工作刀 前緣收集的冰型厚度就可用下式計(jì)算出風(fēng)洞對(duì)應(yīng)狀態(tài)下的液態(tài)水含量。
[0026]

【權(quán)利要求】
1. 一種冰刀試驗(yàn)裝置，其特征在于包括支撐架，支撐架的頂部設(shè)置有安裝板，安裝板上 固定設(shè)置有刀具架、防護(hù)罩架和驅(qū)動(dòng)器等；還包括冰刀和防護(hù)罩，所述冰刀的一端固定在刀 具架上；所述防護(hù)罩的一端設(shè)置有軸承，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)軸連接在防護(hù)罩架上，轉(zhuǎn)動(dòng)軸的一端連接 到驅(qū)動(dòng)器上；所述防護(hù)罩能沿著軸承轉(zhuǎn)動(dòng)且能將冰刀罩住。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種冰刀試驗(yàn)裝置，其特征在于所述安裝板與水平面平行， 且冰刀固定在刀具架上與安裝板垂直。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種冰刀試驗(yàn)裝置，其特征在于所述防護(hù)罩水平安裝在防護(hù) 罩架上，且能沿著軸承做0°?90。的擺動(dòng)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種冰刀試驗(yàn)裝置，其特征在于所述冰刀與防護(hù)罩處于 同一垂直面內(nèi)，防護(hù)罩轉(zhuǎn)動(dòng)90°后將冰刀罩住。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種冰刀試驗(yàn)裝置，其特征在于所述支撐架包括有若干支撐 腿，所述支撐腿的高度可調(diào)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種冰刀試驗(yàn)裝置，其特征在于所述支撐架上的其中一根支 撐腿為內(nèi)部中空結(jié)構(gòu)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的一種冰刀試驗(yàn)裝置，其特征在于所述驅(qū)動(dòng)器的傳輸線(xiàn)纜 穿過(guò)支撐腿內(nèi)部中空結(jié)構(gòu)與外部連接。
8. -種冰刀試驗(yàn)測(cè)試方法，其特征在于該方法包括W下步驟： 將冰刀試驗(yàn)裝置固定設(shè)置在風(fēng)洞壁板上，調(diào)節(jié)支撐腿的高度使得裝置上的冰刀處于風(fēng) 洞試驗(yàn)段的中也； 試驗(yàn)前控制防護(hù)罩處于關(guān)閉狀態(tài)，也就是防護(hù)罩處于罩住冰刀位置； 開(kāi)始試驗(yàn)，等到風(fēng)洞中流場(chǎng)穩(wěn)定后，控制驅(qū)動(dòng)器打開(kāi)防護(hù)罩，使工作刀迎風(fēng)面置于來(lái)流 中，其上會(huì)開(kāi)始附著冰，當(dāng)冰的生成厚度達(dá)到一定量后關(guān)閉防護(hù)罩； 試驗(yàn)結(jié)束后，打開(kāi)防護(hù)罩，測(cè)量冰刀前緣收集的冰型厚度，通過(guò)計(jì)算得到風(fēng)洞對(duì)應(yīng)狀態(tài) 下的液態(tài)水含量。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種冰刀試驗(yàn)測(cè)試方法，其特征在于所述冰刀處于風(fēng)洞試驗(yàn) 段中也且冰刀的前緣面與來(lái)風(fēng)洞來(lái)流垂直。
【文檔編號(hào)】G01N33/00GK104345127SQ201410550993
【公開(kāi)日】2015年2月11日 申請(qǐng)日期:2014年10月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月16日
【發(fā)明者】郭龍, 賴(lài)慶仁, 梁鑒, 李明, 馬軍 申請(qǐng)人:中國(guó)空氣動(dòng)力研究與發(fā)展中心低速空氣動(dòng)力研究所