發(fā)布時(shí)間：2017-12-04 23:11

  本文關(guān)鍵詞：高超聲速風(fēng)洞模型表面摩阻測(cè)量技術(shù)研究

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【摘要】：表面摩擦阻力(簡(jiǎn)稱“摩阻”)在高超聲速飛行器阻力特性中占有很大比重,其精確測(cè)量是現(xiàn)代高超聲速飛行器發(fā)展亟需解決的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題之一。MEMS摩阻傳感器具有實(shí)現(xiàn)高超聲速表面摩阻直接測(cè)量并廣泛應(yīng)用的潛力,對(duì)飛行器研制和各種高超聲速流動(dòng)問(wèn)題研究都具有重要意義。目前,MEMS摩阻傳感器尚未在高超聲速表面摩阻測(cè)量中得到實(shí)際應(yīng)用,還有很多問(wèn)題有待研究。本文系統(tǒng)地研究了高超聲速表面摩阻直接測(cè)量的原理與方法,利用數(shù)值模擬方法研究了基于直接測(cè)量的摩阻傳感器對(duì)待測(cè)壁面摩阻測(cè)量的影響規(guī)律;介紹了基于MEMS技術(shù)的高超聲速表面摩阻測(cè)量方法與新型敏感結(jié)構(gòu);研究了基于MEMS技術(shù)的組合式加工工藝和微弱電容檢測(cè)技術(shù),研制了MEMS摩阻傳感器原理樣機(jī);對(duì)研制的原理樣機(jī)進(jìn)行靜態(tài)校準(zhǔn),并開(kāi)展了高超聲速風(fēng)洞驗(yàn)證試驗(yàn)。本文主要由以下章節(jié)組成:一、通過(guò)查閱文獻(xiàn)掌握了國(guó)內(nèi)外摩阻測(cè)量技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀,闡述了高超聲速飛行器減阻研究對(duì)摩阻精確測(cè)量的迫切需求,分析了利用MEMS技術(shù)進(jìn)行摩阻測(cè)量的適用性和可行性。二、利用商業(yè)CFD軟件對(duì)高超聲速平板摩阻測(cè)量載荷評(píng)估,初步確定摩阻傳感器的性能設(shè)計(jì)指標(biāo),量程為0~100Pa,分辨率為1Pa;獲取摩阻傳感器浮動(dòng)元件的移動(dòng)間隙及與待測(cè)壁面的平齊度對(duì)摩阻測(cè)量的影響規(guī)律,為摩阻傳感器研制提供參考依據(jù)。三、介紹了一種高超聲速表面摩阻測(cè)量方法和一款新型MEMS摩阻傳感器的敏感結(jié)構(gòu),研究了基于MEMS技術(shù)的組合加工工藝和微弱電容檢測(cè)技術(shù),研制出MEMS摩阻傳感器的原理樣機(jī)。四、利用旋轉(zhuǎn)加載平臺(tái)對(duì)MEMS摩阻傳感器樣機(jī)進(jìn)行靜態(tài)校準(zhǔn),結(jié)果表明:研制的MEMS摩阻傳感器樣機(jī)量程為0~100Pa,分辨率為1Pa,樣機(jī)的靜校重復(fù)性精度總體上優(yōu)于1.5%,線性度優(yōu)于2%。五、開(kāi)展高超聲速風(fēng)洞摩阻測(cè)量驗(yàn)證試驗(yàn),驗(yàn)證摩阻傳感器樣機(jī)的性能。選擇性能較好的摩阻傳感器樣機(jī),進(jìn)行重復(fù)性試驗(yàn)和高動(dòng)壓驗(yàn)證試驗(yàn)。重復(fù)性試驗(yàn)結(jié)果表明,摩阻傳感器樣機(jī)響應(yīng)迅速、測(cè)量輸出信號(hào)穩(wěn)定、回零性好、重復(fù)性精度高,其中6#摩阻傳感器樣機(jī)7次車的試驗(yàn)重復(fù)性精度為1.38%;高動(dòng)壓驗(yàn)證試驗(yàn)表明,在較高總壓(2MPa、3MPa)條件下具有較強(qiáng)的抗沖擊能力。研究結(jié)果表明:本文建立了一種基于MEMS傳感器的高超聲速風(fēng)洞模型表面摩阻測(cè)量技術(shù);設(shè)計(jì)的MEMS摩阻傳感器敏感結(jié)構(gòu)以及封裝形式適用于高超聲速來(lái)流試驗(yàn)狀態(tài);研制的MEMS摩阻傳感器原理樣機(jī)靈敏度高,抗干擾能力強(qiáng),數(shù)據(jù)輸出穩(wěn)定,能夠滿足高超聲速風(fēng)洞摩阻測(cè)量試驗(yàn)需求。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)空氣動(dòng)力研究與發(fā)展中心
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：V211.74

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 唐志共;許曉斌;楊彥廣;李緒國(guó);戴金雯;呂治國(guó);賀偉;;高超聲速風(fēng)洞氣動(dòng)力試驗(yàn)技術(shù)進(jìn)展[J];航空學(xué)報(bào);2015年01期

2 呂治國(guó);李國(guó)君;趙榮娟;姜華;劉濟(jì)春;王剛;;激波風(fēng)洞高超聲速摩阻直接測(cè)量技術(shù)研究[J];實(shí)驗(yàn)流體力學(xué);2013年06期

3 張蒙正;鄒宇;;美國(guó)典型高超飛行器項(xiàng)目研發(fā)及啟示[J];火箭推進(jìn);2012年02期

4 白菡塵;王澤江;;高超聲速?zèng)_壓發(fā)動(dòng)機(jī)-飛行器計(jì)力體系討論[J];推進(jìn)技術(shù);2012年01期

5 馬洪強(qiáng);高賀;畢志獻(xiàn);;高超聲速飛行器相關(guān)的摩擦阻力直接測(cè)量技術(shù)[J];實(shí)驗(yàn)流體力學(xué);2011年04期

6 呂海峰;姜澄宇;鄧進(jìn)軍;馬炳和;苑偉政;;用于壁面切應(yīng)力測(cè)量的微傳感器設(shè)計(jì)[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2010年24期

7 葉友達(dá);;近空間高速飛行器氣動(dòng)特性研究與布局設(shè)計(jì)優(yōu)化[J];力學(xué)進(jìn)展;2009年06期

8 王振鋒;白菡塵;劉初平;;燃燒效率一維評(píng)價(jià)的影響因素研究[J];實(shí)驗(yàn)流體力學(xué);2008年01期

9 孫海霞;李海亮;馬愛(ài)虹;;高精度、完全集成式電容數(shù)字轉(zhuǎn)換器AD7746[J];國(guó)外電子元器件;2007年07期

10 周丹;禹建軍;閻超;;層流平板摩擦阻力的數(shù)值計(jì)算[J];北京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào);2007年06期

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 黃樂(lè)萍;壁湍流的展向運(yùn)動(dòng)減阻機(jī)理研究[D];南京理工大學(xué);2012年

2 何烈堂;跨大氣層飛行器的力熱環(huán)境分析與飛行規(guī)劃研究[D];國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2008年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前5條

1 徐劍;高超聲速外形減阻方案與數(shù)值模擬[D];南京航空航天大學(xué);2009年

2 張曉飛;基于介電常數(shù)測(cè)量的油液監(jiān)測(cè)技術(shù)研究[D];國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2008年

3 劉方;基于MEMS技術(shù)的熱剪切應(yīng)力傳感器的設(shè)計(jì)與制作[D];華中科技大學(xué);2007年

4 陳小慶;高速乘波飛行器氣動(dòng)布局設(shè)計(jì)研究[D];國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2006年

5 肖洪;乘波機(jī)的構(gòu)型設(shè)計(jì)與優(yōu)化[D];西北工業(yè)大學(xué);2003年

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本文編號(hào)：1252688