### PSP压敏测试系统在飞行器表面压力分布研究中的典型案例
压敏涂料(Pressure Sensitive Paint,简称PSP)测试系统作为一种非接触式的压力测量技术,在飞行器表面压力分布研究中发挥着重要作用。它通过测量涂料发光强度的变化来推算出表面的压力分布,具有高精度、全场测量和动态响应快等优点。以下是PSP压敏测试系统在飞行器表面压力分布研究中的几个典型案例:
#### 一、跨声速脉动压力实验研究
在跨声速风洞实验中,PSP技术被广泛应用于测量弹箭类飞行器表面的脉动压力分布。实验结果显示,快速响应PSP技术的脉动压力测量结果与高精度脉动压力传感器结果较为吻合,均方根脉动压力系数的测量误差小于15%,精度要求满足工程设计使用。该技术不仅能够获得飞行器全表面的脉动压力分布,还有利于捕获压力峰值和辨识跨声速非定常流场结构,从而更好地指导脉动压力载荷设计。这一研究在弹箭类飞行器设计中具有较高的工程应用价值。
#### 二、大飞机风洞试验中的综合应用
在大飞机风洞试验中,PIV(粒子图像测速)及PSP技术的综合应用为飞行器表面流场和压力分布的测量提供了有力手段。实验中,通过喷涂PSP涂料在飞机模型表面,结合PIV技术测量流场速度,实现了对飞行器表面压力分布及流动速度场的同步测量。这种综合应用不仅提高了测量精度,还为飞行器的气动性能分析和优化设计提供了宝贵的数据支持。例如,在FL-62风洞中,利用PIV及PSP技术对大飞机标模CACM进行了综合化应用试验,成功获取了不同马赫数和迎角下的表面压力分布和流动速度场数据。
#### 三、飞行器表面测压试验设计及分区重构方法
在复杂构型飞行器的表面压力重构研究中,PSP技术也发挥了重要作用。由于飞行器表面流动复杂,且测点数量有限,传统的测压试验难以精确感知复杂型面上的连续压力分布。因此,研究人员提出了一种融合先验信息的测压试验设计及分区重构方法框架,其中PSP技术被用于获取飞行器表面的压力分布数据。通过结合数值仿真结果和少量经验性超参数,该方法实现了多工况条件下的高精度表面压力重构。实验结果表明,该方法能够显著降低测压试验设计和重构的难度,提高重构精度,适用于复杂构型飞行器的气动性能分析和优化设计。
综上所述,PSP压敏测试系统在飞行器表面压力分布研究中具有广泛的应用前景和重要的工程价值。随着技术的不断发展和完善,它将在飞行器的气动性能分析、优化设计以及飞行安全评估等方面发挥越来越重要的作用。