主管部门: 中国航天科技集团有限公司
主办单位: 中国航天空气动力技术研究院
中国宇航学会
中国宇航出版有限责任公司

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

JF12长实验时间激波风洞10°尖锥气动力实验研究

刘云峰 汪运鹏 苑朝凯 罗长童 姜宗林

刘云峰, 汪运鹏, 苑朝凯, 罗长童, 姜宗林. JF12长实验时间激波风洞10°尖锥气动力实验研究[J]. 气体物理, 2017, 2(2): 1-7. doi: 10.19527/j.cnki.2096-1642.2017.02.001
引用本文: 刘云峰, 汪运鹏, 苑朝凯, 罗长童, 姜宗林. JF12长实验时间激波风洞10°尖锥气动力实验研究[J]. 气体物理, 2017, 2(2): 1-7. doi: 10.19527/j.cnki.2096-1642.2017.02.001
LIU Yun-feng, WANG Yun-peng, YUAN Chao-kai, LUO Chang-tong, JIANG Zong-lin. Aerodynamic Force Measurements of 10° Half-Angle Cone in JF12 Long-Test-Time Shock Tunnel[J]. PHYSICS OF GASES, 2017, 2(2): 1-7. doi: 10.19527/j.cnki.2096-1642.2017.02.001
Citation: LIU Yun-feng, WANG Yun-peng, YUAN Chao-kai, LUO Chang-tong, JIANG Zong-lin. Aerodynamic Force Measurements of 10° Half-Angle Cone in JF12 Long-Test-Time Shock Tunnel[J]. PHYSICS OF GASES, 2017, 2(2): 1-7. doi: 10.19527/j.cnki.2096-1642.2017.02.001

JF12长实验时间激波风洞10°尖锥气动力实验研究

doi: 10.19527/j.cnki.2096-1642.2017.02.001
基金项目: 

国家自然科学基金 11672312

国家自然科学基金 11532014

详细信息
    作者简介:

    刘云峰(1971-)男, 山东龙口, 副研究员, 研究方向为高温气体动力学.通信地址:北京北四环西路15号(100190).E-mail:liuyunfeng@imech.ac.cn

  • 中图分类号: V211.22

Aerodynamic Force Measurements of 10° Half-Angle Cone in JF12 Long-Test-Time Shock Tunnel

  • 摘要: 介绍了在中国科学院力学研究所JF12长实验时间激波风洞上开展的10°尖锥标模的天平测力实验研究结果.JF12激波风洞的实验时间为100~130 ms,名义Mach数为7.0,喷管出口直径为2.5 m,总焓为2.5 MJ/kg,复现了35 km高空的飞行条件.采用六分量应变天平,攻角分别为-5,0,5,10和14°,模型长度为1.5 m,质量为50 kg.实验结果表明,在100~130 ms的实验时间里,应变天平的输出信号含有3~4个完整周期,可以通过对天平的输出信号进行平均直接获得气动力/矩测量结果,而不再需要进行加速度补偿,且气动力系数重复测量的不确定度小于2%.JF12激波风洞气动力系数的测量结果与传统高超声速风洞的结果符合得较好,表明在2.5 MJ/kg的总焓下,真实气体效应对该模型气动力特性的影响不明显.

     

  • 图  1  JF12长实验时间激波风洞结构图

    Figure  1.  Schematic of JF12 long-test-time shock tunnel

    图  2  JF12长实验时间激波风洞照片

    Figure  2.  Photo of JF12 long-test-time shock tunnel

    图  3  10°尖锥模型

    Figure  3.  10° half-angle cone model

    图  4  六分量应变天平

    Figure  4.  Six-component strain balance

    图  5  模型支撑系统的振动频率

    Figure  5.  Vibration frequencies of JF12 model supporting system

    图  6  天平俯仰力矩信号

    Figure  6.  Balance signal of pitch moment

    图  7  模型底部底压传感器布置图

    Figure  7.  Pressure transducers installed on bottom surface of test model

    图  8  天平信号和模型底压信号

    Figure  8.  Balance and pressure transducers output signals

    图  9  不同攻角下的法向力系数

    Figure  9.  Normal force coefficients at different attack angles

    图  10  不同攻角下的轴向力系数

    Figure  10.  Axial force coefficients at different attack angles

    图  11  不同攻角下的压心系数

    Figure  11.  Coefficients of pressure center at different attack angles

  • [1] Bertin J J, Cummings R M. Critical hypersonic aerothermodynamic phenomena[J]. Annual Review of Fluid Mechanics, 2006, 38(1):129-157. doi: 10.1146/annurev.fluid.38.050304.092041
    [2] Woods W C, Arrington J P, Hamilton H H. A review of preflight estimates of real-gas effects on space shuttle aerodynamic characteristics[R]. NASA CP-2283, 1983.
    [3] Maus J R, Griffith B J, Szema K Y, et al. Hypersonic Mach number and real gas effects on space shuttle orbiter aerodynamic[J]. Journal of Spacecraft and Rockets, 1984, 21(2):136-141. doi: 10.2514/3.8624
    [4] Liu J, Li K, Liu W Q. High-temperature gas effects on aerodynamic characteristics of waverider[J]. Chinese Journal of Aeronautics, 2015, 28(1):57-65. doi: 10.1016/j.cja.2014.12.004
    [5] 唐志兵, 许晓斌, 杨彦广, 等.高超声速风洞气动力试验技术进展[J].航空学报, 2015, 36(1):86-97. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-HKXB201501007.htm

    Tang Z G, Xu X B, Yang Y G, et al. Reaserch progress on hypersonic wind tunnel aerodynamic testing techniques[J]. Acta Aeronautica et Astronautica Sinica, 2015, 36(1):86-97(in Chinese). http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-HKXB201501007.htm
    [6] Park C. Hypersonic aerothermodynamics:past, present and future[J]. International Journal of Aeronautical and Space Sciences, 2013, 14(1):1-10. doi: 10.5139/IJASS.2013.14.1.1
    [7] Park C. Evaluation of real-gas phenomena in high-enthalpy impulse test facilities:a review[J]. Journal of Thermophysics and Heat Transfer, 1997, 11(1):10-18. doi: 10.2514/2.6217
    [8] Lu F K, Marren D E. Advanced hypersonic test facilities[M]. New York:AIAA, 2002.
    [9] Bertin J J, Cummings R M. Fifty years of hypersonics:where we've been, where we're going[J]. Progress in Aerospace Sciences, 2003, 39(6):511-536. https://www.researchgate.net/publication/222517414_Fifty_Years_of_Hypersonics_Where_We%27ve_Been_Where_We%27re_Going
    [10] Jiang Z, Yu H. Experiments and development of long-test-duration hypervelocity detonation-driven shock tunnel (LHDst)[R]. AIAA 2014-1012, 2014.
    [11] Jiang Z L, Li J P, Zhao W, et al. Investigation into techniques for extending the test-duration of detonation-driven shock tunnels[J]. Chinese Journal of Theoretical and Applied Mechanics, 2012, 44(5):824-831.
    [12] Dufrene A T, MacLean M, Wadhams T, et al. Extension of LENS shock tunnel test times and lower Mach number capability[R]. AIAA 2015-2017, 2015.
    [13] Luo Y F, Bi Z X. The accelerometer force balance used in the impulse wind tunnel[J]. Aerodynamic Experiment and Measurement and Control, 1996, 10(1):59-64. http://en.cnki.com.cn/Article_en/CJFDTOTAL-LTLC601.010.htm
    [14] Luo C T, Wang Y P, Wang C, et al. Wave system fitting:a new method for force measurements in shock tunnels with long test duration[J]. Mechanical Systems and Signal Processing, 2015, 62-63:296-304. doi: 10.1016/j.ymssp.2015.02.024
    [15] 陈河梧.超声速高超声速风洞测力数据衔接性的研究[J].空气动力学学报, 2002, 18(3):345-349. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-KQDX200003011.htm

    Chen H W. Investigation on the link-up between the aerodynamic force data measured in supersonic and hypersonic wind tunnel[J]. Acta Aerodynamica Sinica, 2002, 18(3):345-349(in Chinese). http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-KQDX200003011.htm
  • 加载中
图(11)
计量
  • 文章访问数:  200
  • HTML全文浏览量:  31
  • PDF下载量:  7
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2016-11-26
  • 修回日期:  2017-02-01
  • 发布日期:  2017-03-20
  • 刊出日期:  2017-03-01

目录

    /

    返回文章
    返回