一種隔離段內(nèi)激波串前緣探測裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種隔離段內(nèi)激波串前緣探測裝置，通過在隔離段壁面布置三個(gè)壓力測點(diǎn)，第一測壓孔位于靠近隔離段入口位置，第三測壓孔位于靠近隔離段出口位置，第二測壓孔在測壓的同時(shí)還能探測激波串前端的位置。通過壓差傳感器測量第一、三測壓孔，第二、三測壓孔之間的壓差，并對測量結(jié)果進(jìn)行處理。當(dāng)激波串前緣到達(dá)第二測壓孔位置時(shí)，該裝置能實(shí)現(xiàn)對激波串的探測。本裝置能實(shí)現(xiàn)無需基于任何歷史數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)探測，最終探測結(jié)果將以計(jì)算機(jī)較易識別的0/1信號輸出。
【專利說明】
一種隔離段內(nèi)激波串前緣探測裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及高超聲速進(jìn)氣道技術(shù)領(lǐng)域，具體的涉及一種隔離段內(nèi)激波串前緣探測
目.0
【背景技術(shù)】
[0002]高超聲速飛行器自提出以來得到了世界各國的廣泛關(guān)注，其主要?jiǎng)恿ρb置超燃沖壓發(fā)動機(jī)也得到了廣泛的研究。超燃沖壓發(fā)動機(jī)一般由進(jìn)氣道、隔離段、燃燒室和尾噴管等組成。隔離段是指始于進(jìn)氣道喉部，終于燃燒室入口的一段區(qū)域。隔離段是連接高超聲速進(jìn)氣道和燃燒室的部件，隔離段需能抵抗燃燒室產(chǎn)生的較高反壓并提供高質(zhì)量的氣流。
[0003]隔離段內(nèi)部存在復(fù)雜的流場，高超聲速氣流在進(jìn)氣道的壓縮面上形成一系列激波，這些激波反射進(jìn)入隔離段內(nèi)后，由于激波/邊界層的相互作用，隔離段內(nèi)形成典型的“激波串”流場結(jié)構(gòu)。所產(chǎn)生的“激波串”結(jié)構(gòu)對高超聲速進(jìn)氣道乃至高超聲速飛行器的總體性都存在影響。激波串結(jié)構(gòu)是由激波/邊界層相互作用導(dǎo)致的，主要由一道分叉激波和一系列正激波構(gòu)成。
[0004]高超聲速進(jìn)氣道不起動的重要原因之一就是激波串被高反壓推入進(jìn)氣道喉部內(nèi)，造成邊界層的大面積分離。因此通過探測激波串前緣位置并將探測結(jié)果輸入發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)通過控制供油量來實(shí)現(xiàn)對進(jìn)氣道不起動的預(yù)防。
[0005]Le , D.B., Goyne , C.P., and Krauss，R.H，發(fā)表于〈〈journal of propuls1n andpower》2008年，vol 24No 5 上的《Shock Train Leading-Edge Detect1n in a Dua 1-ModeScramjet》中提出并對比了 3種激波串前緣探測方法，包括壓力升高150%探測方法、標(biāo)準(zhǔn)差升高150%探測方法和最大標(biāo)準(zhǔn)差探測方法。Hutzel, J.R.,Decker,D.D.,Cobb,R.G et.al，發(fā)表在2011 年9th AIAA Aerospace Sciences Meeting including the New HorizonsForum and Aerospace Exposit1n上的《Scramjet Isolator Shock Train Locat1nTechniques》比較了現(xiàn)有的6種激波串前緣探測方法，包括壓升方法、壓比方法、標(biāo)準(zhǔn)差方法、功率譜方法、背壓擬合方法和沿程壓力方法。從原理上看，這兩篇文獻(xiàn)中提到的這些激波串前緣探測方法均能在一定程度上準(zhǔn)確地對激波串前緣進(jìn)行探測，有的已經(jīng)經(jīng)過試驗(yàn)驗(yàn)證，但是這些方法還不能直接用于實(shí)際發(fā)動機(jī)中的隔離段內(nèi)激波串前緣的探測，主要存在以下不足:
[0006]第一、部分探測方法過于復(fù)雜，需要較長的處理時(shí)間才能得到探測結(jié)果，當(dāng)處理時(shí)間與發(fā)動機(jī)特征工作時(shí)間可比擬甚至超過特征工作時(shí)間時(shí)，探測方法無法應(yīng)用于實(shí)際工作中，無法滿足發(fā)動機(jī)的實(shí)際需要，比如功率譜探測方法就存在此問題;第二、部分探測方法無法適用于發(fā)動機(jī)工作過程中的某種工況，在某些工況下可能會出現(xiàn)誤判，比如在發(fā)動機(jī)冷態(tài)工況下，使用壓比探測方法會導(dǎo)致激波串位置的誤判。又比如在飛行過程中當(dāng)飛行攻角突然發(fā)生抖動時(shí)，壓升和壓比探測方法都有可能造成激波串位置的誤判;第三、部分探測方法需要基于歷史數(shù)據(jù)或先前大量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，無法實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)探測，且普適性較差。這些歷史數(shù)據(jù)或試驗(yàn)數(shù)據(jù)會大大增加計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)存儲的負(fù)擔(dān)，且隨飛行時(shí)間增加而增加；當(dāng)更換進(jìn)氣道構(gòu)型或改變飛行工況時(shí)，又需要增加新的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，這會大大增加地面試驗(yàn)的成本。第四、部分探測方法所得探測結(jié)果難以轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)容易識別的二進(jìn)制0/1判據(jù)，比如功率譜探測方法，該探測方法探測所得結(jié)果為功率譜分布的定性差異，無法直接用于計(jì)算機(jī)存儲和判定，給該方法的實(shí)際應(yīng)用帶來了障礙。
[0007]現(xiàn)有的激波串前緣探測方法都難以用于發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用中，而且目前還沒有基于該探測方法研制出的激波串前緣探測的實(shí)體裝置。另外，具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的激波串前緣探測裝置，還必須能同時(shí)用于風(fēng)洞試驗(yàn)和飛行試驗(yàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的在于提供一種隔離段內(nèi)激波串前緣探測裝置，該發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的無法實(shí)時(shí)探測激波串前緣位置、需要基于歷史數(shù)據(jù)或已有試驗(yàn)數(shù)據(jù)才能進(jìn)行前緣探測、無法適用于發(fā)動機(jī)的所有工況、探測結(jié)果計(jì)算機(jī)不易識別等技術(shù)問題。
[0009]本發(fā)明提供一種隔離段內(nèi)激波串前緣探測裝置，隔離段內(nèi)任一段設(shè)為試驗(yàn)段，試驗(yàn)段側(cè)壁上依序間隔開設(shè)第一測壓孔、第二測壓孔和第三測壓孔，隔離段內(nèi)激波串前緣探測裝置包括:壓差傳感器，用于測量第一測壓孔和第三測壓孔之間或第二測壓孔和第三測壓孔之間的靜壓差值;數(shù)據(jù)處理模塊，用于對靜壓差值分別進(jìn)行計(jì)算處理，并輸出計(jì)算機(jī)可讀形式的結(jié)果；
[0010]計(jì)算處理包括以下步驟:
[0011]步驟S100:按照公式(I)和(2)分別對第一測壓孔和第三測壓孔之間的第一壓差值P13和對第二測壓孔和第三測壓孔之間的第二壓差值P23進(jìn)行計(jì)算，得到第一極差A(yù)p13和第二極差A(yù)p23:
[0012]Δ pi3(k Δ t) =max(pi3( (k_l) Δ t:k Δ t)_min(pi3( (k_l) Δ t:k Δ t) (I)
[0013]Δ p23(k Δ t) =max(p23( (k_l) Δ t:k Δ t)_min(p23( (k_l) Δ t:k Δ t) (2)
[0014]其中，k計(jì)數(shù)單位，取任意自然數(shù)；At時(shí)間步長;I為滑動取極差過程中所用滑塊的數(shù)據(jù)長度；
[0015]步驟S200:判斷第一極差八!)13是否小于第一判據(jù)閾值α，判斷為是，輸出高電平結(jié)果I，判斷為否，輸出低電平結(jié)果O;判斷第二極差A(yù)p23是否大于第二判據(jù)閾值β，判斷為是，輸出高電平結(jié)果I，判斷為否，輸出低電平結(jié)果O;
[0016]步驟S300:對判斷結(jié)果進(jìn)行邏輯“與”計(jì)算后，輸出計(jì)算機(jī)可讀形式的結(jié)果。
[0017]進(jìn)一步地，壓差傳感器包括:第一壓差傳感器用于測量第一測壓孔和第三測壓孔之間的靜壓差值;第二壓差傳感器用于測量第二測壓孔和第三測壓孔之間的靜壓差值。
[0018]進(jìn)一步地，數(shù)據(jù)處理模塊包括:計(jì)算模塊，用于按照公式(I)和公式(2)分別對第一壓差值P13和第二壓差值P23進(jìn)行計(jì)算;判據(jù)模塊，用于存儲第一判據(jù)閾值Cl和第二判據(jù)閾值β;比較器，用于分別判斷第一極差是否小于A ρ13第一判據(jù)閾值α，第二極差△ ρ23是否大于第二判據(jù)閾值β;邏輯“與”計(jì)算模塊，用于對判斷結(jié)果進(jìn)行邏輯“與”計(jì)算。
[0019]進(jìn)一步地，數(shù)據(jù)處理模塊，用于輸出指示信號。
[0020]進(jìn)一步地，還包括用于顯示激波串前端是否抵達(dá)第二測壓孔處的結(jié)果指示模塊。
[0021]進(jìn)一步地，結(jié)果指示模塊包括:輸出端口，用于輸出計(jì)算機(jī)可讀形式的結(jié)果;信號指示燈，用于根據(jù)所得結(jié)果進(jìn)行熄滅或亮起指示。
[0022]進(jìn)一步地，計(jì)算模塊包括:第一計(jì)算模塊，用于按照公式(I)第一壓差值P13進(jìn)行計(jì)算，得到第一極差A(yù)p13;第二計(jì)算模塊，用于按照公式(2)第二壓差值p23進(jìn)行計(jì)算，得到第二極差A(yù)p23。
[0023]進(jìn)一步地，比較器包括:第一比較器，用于判斷所述第一極差△?13是否小于所述第一判據(jù)閾值α;第二比較器，用于判斷第二極差A(yù)p23是否大于第二判據(jù)閾值β。
[0024]進(jìn)一步地，判據(jù)模塊包括:第一判據(jù)模塊，用于存儲第一判據(jù)閾值α;第二判據(jù)模塊，用于存儲第二判據(jù)閾值β。
[0025]進(jìn)一步地，第一測壓孔設(shè)置于隔離段的入口處;第三測壓孔設(shè)置于隔離段出口處。
[0026]本發(fā)明的技術(shù)效果:
[0027]本發(fā)明提供的隔離段內(nèi)激波串前緣探測裝置，通過測量第一、三測壓孔，第二、三測壓孔之間的壓差，并對測量結(jié)果進(jìn)行處理，即可探測激波串前緣位置，所得探測結(jié)果能夠以計(jì)算機(jī)較易識別的二進(jìn)制0/1信號形式輸出。
[0028]本發(fā)明提供的隔離段內(nèi)激波串前緣探測裝置，能夠用于直聯(lián)式和自由射流式隔離段試驗(yàn)的試驗(yàn)探測。
[0029]具體請參考根據(jù)本發(fā)明的隔離段內(nèi)激波串前緣探測裝置提出的各種實(shí)施例的如下描述，將使得本發(fā)明的上述和其他方面顯而易見。
【附圖說明】
[0030]圖1是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例隔離段內(nèi)激波串前緣探測方法流程示意圖；
[0031]圖2是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例用于直聯(lián)式隔離段試驗(yàn)中的探測裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖3是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例測壓孔在直聯(lián)式或自由射流式隔離段壁面布置位置示意圖；
[0033]圖4是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例用于自由射流式進(jìn)氣道-隔離段試驗(yàn)中探測裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖5是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例用于直聯(lián)式進(jìn)氣道-隔離段試驗(yàn)中所得探測結(jié)果判斷曲線。
[0035]圖例說明:
[0036]110、第一測壓孔；120、第二測壓孔；130、第三測壓孔;200、試驗(yàn)段;310、第一壓差傳感器;320、第二壓差傳感器;410、第一計(jì)算模塊;420、第二計(jì)算模塊;510、第一判據(jù)模塊；520、第二判據(jù)模塊;610、第一比較器;620、第二比較器;710、邏輯“與”門；720、輸出端口；730、判斷信號燈。
【具體實(shí)施方式】
[0037]構(gòu)成本申請的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。
[0038]本文中直聯(lián)式或自由射流式隔離段區(qū)別在于隔離段前邊有沒有進(jìn)氣道，隔離段部分結(jié)構(gòu)相同，本發(fā)明提供的方法可以適用于任一種隔離段。
[0039]本發(fā)明提供的隔離段內(nèi)激波串前緣探測裝置，基于如圖2所示的第一探測點(diǎn)、第二探測點(diǎn)和第三探測點(diǎn)之間的壓力差對激波串前緣實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)探測。在隔離段內(nèi)探測第一測壓孔110、第二測壓孔120和第三測壓孔130，之后分別測量第一測壓孔110與第三測壓孔130之間的壓力差以及第二測壓孔120和第三測壓孔130之間的壓力差，從而實(shí)現(xiàn)避免來流激波入射引起對激波串前緣位置的誤判。所得探測結(jié)果通過簡單的電路轉(zhuǎn)化，即可在輸出端口 720輸出高/低電平信號，便于計(jì)算機(jī)識別并可以輸入發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)中。
[0040]參見圖2和4，取隔離段的任一段為試驗(yàn)段200，在試驗(yàn)段200內(nèi)設(shè)置本發(fā)明提供的隔離段內(nèi)激波串前緣探測裝置，該裝置包括間隔設(shè)置于隔離段側(cè)壁上的第一測壓孔110、第二測壓孔120和第三測壓孔130。第一測壓孔110與第三測壓孔130通過測壓管路相連接，并在測壓管路上設(shè)置第一壓差傳感器310。第二測壓孔120和第三測壓孔130通過另一測壓管路相連接，并在該測壓管路上設(shè)置第二壓差傳感器320。第一壓差傳感器310與第一計(jì)算模塊410相連接。第二壓差傳感器320與第二計(jì)算模塊420相連接。第一計(jì)算模塊410與第一比較器610相連接。第二計(jì)算模塊420與第二比較器620相連接。同時(shí)第一比較器610還與第一判據(jù)模塊510相連接。第二比較器620與第二判據(jù)模塊520相連接。第一比較器610、第二比較器620均與邏輯“與”門710相連接。邏輯“與”門710的輸出端上設(shè)置輸出端口 720和判斷信號燈730。此處的試驗(yàn)段200是指將發(fā)動機(jī)內(nèi)隔離段部分置于風(fēng)洞中進(jìn)行試驗(yàn)。該試驗(yàn)段200以能完成隔離段各項(xiàng)功能的長度和起始終止位置為準(zhǔn)。
[0041]參見圖3，本發(fā)明提供探測裝置中的第一測壓孔110于靠近隔離段入口處，并使其始終處于激波串的上游;第三測壓孔130則布置在靠近隔離段出口處，始終位置激波串的下游。第二測壓孔120設(shè)置于需要探測激波串的位置。第二測壓孔120的設(shè)置根據(jù)激波串的位置確定，不同的發(fā)動機(jī)中需要探測的激波串的位置各不相同，根據(jù)具體探測需要進(jìn)行設(shè)置。如此設(shè)置測壓孔能將激波串上游和下游的壓力信息結(jié)合考慮，從而避免由于來流造成了激波串位置的誤判。如此設(shè)置，能取得較優(yōu)的探測效果。優(yōu)選的，為了提高防止不起動情況的發(fā)生，第二測壓孔開設(shè)于具體某一型發(fā)動機(jī)容易發(fā)生不起動的位置處。
[0042]圖3為三個(gè)測壓孔在直聯(lián)式試驗(yàn)用隔離段的布置方式，第一測壓孔110布置在靠近隔離段入口附近，第二測壓孔120設(shè)置于需要進(jìn)行能激波串前緣探測的位置，第三測壓孔130布置在靠近隔離段出口附近。用于自由射流式進(jìn)氣道-隔離段試驗(yàn)時(shí)，第一測壓孔110設(shè)置于靠近唇口入射激波附近，其他兩測壓孔位置不變，如圖4所示。直聯(lián)式隔離段與自由射流式進(jìn)氣道-隔離段的區(qū)別如圖2和4所示，在直聯(lián)式風(fēng)洞試驗(yàn)中，僅對隔離段進(jìn)行試驗(yàn)，如圖2所示;在自由射流式試驗(yàn)中，對進(jìn)氣道-隔離段一體化試驗(yàn)，隔離段前有進(jìn)氣道前體，如圖4，此時(shí)隔離段入口存在入射激波。當(dāng)然第一測壓孔110和第三測壓孔130的位置可以互換，僅需保證第一測壓孔110和第三測壓孔130分設(shè)于第二測壓孔120兩端即可。當(dāng)然該測壓孔的設(shè)置方式也可以根據(jù)隔離段的情況進(jìn)行適應(yīng)性調(diào)整。
[0043]本發(fā)明提供的隔離段內(nèi)激波串前緣探測裝置包括:壓差傳感器，用于測量所述第一測壓孔110和所述第三測壓孔130之間或所述第二測壓孔120和所述第三測壓孔130之間的靜壓差值；
[0044]數(shù)據(jù)處理模塊，用于對所述靜壓差值分別進(jìn)行計(jì)算處理，并輸出計(jì)算機(jī)可讀形式的結(jié)果；
[0045]計(jì)算處理包括以下步驟:
[0046]步驟S100:按照公式(I)和(2)分別對第一測壓孔110和第三測壓孔130之間的第一壓差值P13和對第二測壓孔120和第三測壓孔130之間的第二壓差值p23進(jìn)行計(jì)算，得到第一極差Δ Ρ13和第二極差Δ Ρ23:
[0047]Δ pi3(k Δ t) =max(pi3( (k_l) Δ t:k Δ t)_min(pi3( (k_l) Δ t:k Δ t) (I)
[0048]Δ p23(k Δ t) =max(p23( (k_l) Δ t:k Δ t)_min(p23( (k_l) Δ t:k Δ t) (2)
[0049]其中，k計(jì)數(shù)單位，取任意自然數(shù)；At時(shí)間步長;I為滑動取極差過程中所用滑塊的數(shù)據(jù)長度;此處的A t為壓力采集的時(shí)間步長。
[0050]步驟S200:判斷第一極差八!)13是否小于第一判據(jù)閾值α，判斷為是，輸出高電平結(jié)果I，判斷為否，輸出低電平結(jié)果O;判斷第二極差A(yù)p23是否大于第二判據(jù)閾值β，判斷為是，輸出高電平結(jié)果I，判斷為否，輸出低電平結(jié)果O;
[0051]步驟S300:對判斷結(jié)果進(jìn)行邏輯“與”計(jì)算后，輸出計(jì)算機(jī)可讀形式的結(jié)果。
[0052]顯然的按此設(shè)置，數(shù)據(jù)處理模塊可以為能實(shí)現(xiàn)上述方法的各類常用硬件。壓差傳感器也可以按常規(guī)方法設(shè)置，例如設(shè)置于測壓管路上。
[0053]優(yōu)選的，第一壓差傳感器310用于測量第一測壓孔110和第三測壓孔130之間的靜壓差值;第二壓差傳感器320用于測量第二測壓孔120和第三測壓孔130之間的靜壓差值。如此設(shè)置能有效測量各測壓孔之間的靜壓差值，從而為獲取激波串前端位置提供物理依據(jù)。
[0054]優(yōu)選的，數(shù)據(jù)處理模塊包括:
[0055]計(jì)算模塊，用于按照所述公式(I)和公式(2)分別對所述第一壓差值ρ13和所述第二壓差值P23進(jìn)行計(jì)算；
[0056]判據(jù)模塊，用于存儲所述第一判據(jù)閾值α和所述第二判據(jù)閾值β;
[0057]比較器，用于判斷所述第一極差八!)13是否小于第一判據(jù)閾值α，用于判斷所述第一極差A(yù) P23是否大于第二判據(jù)閾值β;
[0058]邏輯“與”計(jì)算模塊，用于對所述判斷結(jié)果進(jìn)行邏輯“與”計(jì)算。
[0059]采用該數(shù)據(jù)處理模塊，能有效分步驟的實(shí)施對所得結(jié)果的處理，并能輸出計(jì)算機(jī)可讀形式的結(jié)果，從而提高所得結(jié)果的適用范圍。
[0060]優(yōu)選的，為了更直觀的獲取激波串前端所處位置，數(shù)據(jù)處理模塊還具有輸出指示信號的功能。
[0061]優(yōu)選的，該裝置還包括用于顯示所述激波串前端是否抵達(dá)所述第二測壓孔120處的結(jié)果指示模塊。從而可以直觀的使操作人員獲取對隔離段進(jìn)行起動的最佳時(shí)機(jī)。
[0062]優(yōu)選的，結(jié)果指示模塊包括:輸出端口720，用于輸出計(jì)算機(jī)可讀形式的結(jié)果;信號指示燈，用于根據(jù)所得結(jié)果進(jìn)行熄滅或亮起指示。通過設(shè)置這些模塊，使得所得結(jié)果，既可機(jī)讀，也可以直接指示，提高工作效率。
[0063]優(yōu)選的，計(jì)算模塊包括:第一計(jì)算模塊410，用于按照公式(I)第一壓差值P13進(jìn)行計(jì)算，得到第一極差A(yù)p13;第二計(jì)算模塊420，用于按照公式(2)第二壓差值ρ23進(jìn)行計(jì)算，得到第二極差A(yù) ρ23。通過分別設(shè)置兩個(gè)計(jì)算模塊，有效提供計(jì)算準(zhǔn)確性和效率。
[0064]優(yōu)選的，比較器包括:第一比較器610，用于判斷所述第一極差Δ Pl3是否小于第一判據(jù)閾值α;第二比較器620，用于判斷所述第二極差△ ρ23是否大于第二判據(jù)閾值β。通過對所得結(jié)果進(jìn)行分比較，能有效提供判斷準(zhǔn)確性。
[0065]優(yōu)選的，判據(jù)模塊包括:第一判據(jù)模塊510，用于存儲所述第一判據(jù)閾值α;第二判據(jù)模塊520，用于存儲所述第二判據(jù)閾值β。
[0066]當(dāng)激波串前緣到達(dá)第二測壓孔120時(shí)，按照本發(fā)明的算法，此時(shí)輸出端口720將會輸出高電平“I”，該高電平“I”可以作為發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)的輸入信號，在探測得到激波串前端的準(zhǔn)確位置后，通過控制發(fā)動機(jī)供油系統(tǒng)，使得激波串不越過易發(fā)生不起動的第二測壓點(diǎn)，從而便于使用時(shí)對激波串位置進(jìn)行有效控制，減緩進(jìn)氣道不起動的危險(xiǎn)。
[0067]本發(fā)明提出的上述結(jié)構(gòu)的激波串前緣探測裝置還能用于風(fēng)洞試驗(yàn)中的激波串前緣探測。該結(jié)構(gòu)的探測裝置，與激波串前端所處位置無關(guān)，可適用于各類型的發(fā)動機(jī)測試中。
[0068]參見圖1，本發(fā)明提供激波串前緣探測裝置的探測方法優(yōu)點(diǎn)為:(I)通過求兩測壓孔壓力之差的方法實(shí)現(xiàn)激波串的實(shí)時(shí)探測，不需要基于歷史數(shù)據(jù)；(2)通過測量試驗(yàn)段200內(nèi)的滑動取極差可以一定程度的去除測量噪音對探測結(jié)果的干擾；(3)探測結(jié)果以機(jī)讀形式輸出，便于發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)識別；(4)通過修改預(yù)設(shè)的讀入判據(jù)閾值，可以使該方法適用于不同來流馬赫數(shù)條件下的激波串前緣探測，提高該方法的適用范圍。
[0069]本文中滑動取極差即為公式(I)和公式(2)計(jì)算得到的第一極差A(yù)p13和第二極差Δ P23。
[0070]當(dāng)激波串前緣已經(jīng)到達(dá)第二測壓孔120處時(shí)，輸出端口720輸出高電平且信號燈亮。當(dāng)激波串前緣還未到達(dá)第二測壓孔120處時(shí)，輸出端口 720輸出低電平且信號燈保持熄滅。從而可以直觀的判斷隔離段內(nèi)的激波串前緣所處位置。
[0071]第一判據(jù)閾值α和第二判據(jù)閾值β根據(jù)來流馬赫數(shù)大小進(jìn)行設(shè)置即可。
[0072]具體算例如下:
[0073]在試驗(yàn)來流馬赫數(shù)2，總壓latm，總溫288Κ的條件下，通過壓差傳感器實(shí)時(shí)測量第一壓差值P13，第二壓差值P23，并根據(jù)公式(I)(2)，實(shí)時(shí)計(jì)算得到第一極差△ P13和第二極差Δ P23，所得結(jié)果如圖5所示。參見圖5，在t = 1.08s時(shí)刻，第一極差△ P13小于第一判據(jù)閾值α，第二極差A(yù) ρ23大于第二判據(jù)閾值β，此時(shí)輸出端口 720將會輸出高電平，同時(shí)判斷信號燈730亮起，說明此時(shí)激波串前緣已經(jīng)到達(dá)第二測壓孔120位置處。由此可知，本發(fā)明所得探測結(jié)果，不但能準(zhǔn)確反映出激波串前端達(dá)到的時(shí)機(jī)，還能輸出計(jì)算機(jī)可讀形式的結(jié)果，從而使得結(jié)果能更直觀的反應(yīng)出來，提高了監(jiān)測效果。其中公式(2)中的數(shù)據(jù)滑塊長度I取值為10。
[0074]本領(lǐng)域技術(shù)人員將清楚本發(fā)明的范圍不限制于以上討論的示例，有可能對其進(jìn)行若干改變和修改，而不脫離所附權(quán)利要求書限定的本發(fā)明的范圍。盡管己經(jīng)在附圖和說明書中詳細(xì)圖示和描述了本發(fā)明，但這樣的說明和描述僅是說明或示意性的，而非限制性的。本發(fā)明并不限于所公開的實(shí)施例。
[0075]通過對附圖，說明書和權(quán)利要求書的研究，在實(shí)施本發(fā)明時(shí)本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解和實(shí)現(xiàn)所公開的實(shí)施例的變形。在權(quán)利要求書中，術(shù)語“包括”不排除其他步驟或元素，而不定冠詞“一個(gè)”或“一種”不排除多個(gè)。在彼此不同的從屬權(quán)利要求中引用的某些措施的事實(shí)不意味著這些措施的組合不能被有利地使用。權(quán)利要求書中的任何參考標(biāo)記不構(gòu)成對本發(fā)明的范圍的限制。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種隔離段內(nèi)激波串前緣探測裝置，所述隔離段內(nèi)任一段設(shè)為試驗(yàn)段，其特征在于，所述試驗(yàn)段側(cè)壁上依序間隔開設(shè)第一測壓孔、第二測壓孔和第三測壓孔，所述隔離段內(nèi)激波串前緣探測裝置包括: 壓差傳感器，用于測量所述第一測壓孔和所述第三測壓孔之間或所述第二測壓孔和所述第三測壓孔之間的靜壓差值； 數(shù)據(jù)處理模塊，用于對所述靜壓差值分別進(jìn)行計(jì)算處理，并輸出計(jì)算機(jī)可讀形式的結(jié)果; 所述計(jì)算處理包括以下步驟: 步驟S100:按照公式(I)和(2)分別對所述第一測壓孔和所述第三測壓孔之間的第一壓差值P13和對所述第二測壓孔和所述第三測壓孔之間的第二壓差值P23進(jìn)行計(jì)算，得到第一極差Δ P13和第二極差Δ P23: Δ pi3(k Δ t) =max(pi3( (k_l) Δ t:k Δ t)_min(pi3( (k_l) Δ t:k Δ t)(I) Δ p23(k Δ t) =max(p23( (k_l) Δ t:k Δ t)_min(p23( (k_l) Δ t:k Δ t)(2) 其中，k計(jì)數(shù)單位，取任意自然數(shù)；At時(shí)間步長；I為滑動取極差過程中所用滑塊的數(shù)據(jù)長度； 步驟S200:判斷第一極差△?13是否小于第一判據(jù)閾值α，判斷為是，輸出高電平結(jié)果1，判斷為否，輸出低電平結(jié)果O; 判斷第二極差A(yù) Ρ23是否大于第二判據(jù)閾值β，判斷為是，輸出高電平結(jié)果I，判斷為否，輸出低電平結(jié)果O; 步驟S300:對所述判斷結(jié)果進(jìn)行邏輯“與”計(jì)算后，輸出所述計(jì)算機(jī)可讀形式的結(jié)果。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隔離段內(nèi)激波串前緣探測裝置，其特征在于，所述壓差傳感器包括: 第一壓差傳感器用于測量所述第一測壓孔和所述第三測壓孔之間的靜壓差值； 第二壓差傳感器用于測量所述第二測壓孔和所述第三測壓孔之間的靜壓差值。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隔離段內(nèi)激波串前緣探測裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)處理模塊包括: 計(jì)算模塊，用于按照所述公式(I)和公式(2)分別對所述第一壓差值ρ13和所述第二壓差值Ρ23進(jìn)行計(jì)算； 判據(jù)模塊，用于存儲所述第一判據(jù)閾值α和所述第二判據(jù)閾值β; 比較器，用于分別判斷所述第一極差A(yù) Pl3是否小于所述第一判據(jù)閾值α，所述第二極差Δ Ρ23是否大于所述第二判據(jù)閾值β; 邏輯“與”計(jì)算模塊，用于對所述判斷結(jié)果進(jìn)行邏輯“與”計(jì)算。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的隔離段內(nèi)激波串前緣探測裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)處理模塊，用于輸出指示信號。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的隔離段內(nèi)激波串前緣探測裝置，其特征在于，還包括用于顯示所述激波串前端是否抵達(dá)所述第二測壓孔處的結(jié)果指示模塊。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的隔離段內(nèi)激波串前緣探測裝置，其特征在于，所述結(jié)果指示模塊包括: 輸出端口，用于輸出計(jì)算機(jī)可讀形式的結(jié)果； 信號指示燈，用于根據(jù)所得結(jié)果進(jìn)行熄滅或亮起指示。7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的隔離段內(nèi)激波串前緣探測裝置，其特征在于，所述計(jì)算模塊包括: 第一計(jì)算模塊，用于按照公式(I)第一壓差值P13進(jìn)行計(jì)算，得到第一極差A(yù) Pl3; 第二計(jì)算模塊，用于按照公式(2)第二壓差值P23進(jìn)行計(jì)算，得到第二極差Λρ23。8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的隔離段內(nèi)激波串前緣探測裝置，其特征在于，所述比較器包括: 第一比較器，用于判斷所述第一極差A(yù) ρ13是否小于所述第一判據(jù)閾值α ; 第二比較器，用于判斷所述第二極差A(yù) Ρ23是否大于所述第二判據(jù)閾值β。9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的隔離段內(nèi)激波串前緣探測裝置，其特征在于，所述判據(jù)模塊包括: 第一判據(jù)模塊，用于存儲所述第一判據(jù)閾值α; 第二判據(jù)模塊，用于存儲所述第二判據(jù)閾值β。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隔離段內(nèi)激波串前緣探測裝置，其特征在于，所述第一測壓孔設(shè)置于所述隔離段的入口處;所述第三測壓孔設(shè)置于所述隔離段出口處。
【文檔編號】G01L23/00GK105841882SQ201610152433
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年3月17日
【發(fā)明人】熊冰, 王振國, 范曉檣, 王翼, 陶淵, 趙健
【申請人】中國人民解放軍國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)