[0134] 所述的螺旋桨等离子体相似准则推导过程如下：
[0135] 当不考虑干扰速度时，螺旋桨任意半径处的合成速度为：
[0137] 式中c = 2r/D，r为半径，D为螺旋桨直径。
[0138] 由于对于高空螺旋桨和缩比螺旋桨来说，两个螺旋桨满足前进比相似，即：
[0140] 式中V(l、Vl为螺旋桨飞行速度，n s(l、nslS螺旋桨转速。
[0141] 艮 P
[0142] v0=入 D0ns0 (22)
[0143] v!= A D (23)
[0144] 因此
[0146] 进一步得到
[0148] 对于高空螺旋桨和缩比螺旋桨来说，其任意相对半径处r/R的等离子体或满足单 位长度作用力相似，或满足速度修正射流雷诺数相似，或满足无量纲压力扰动相似，当满足 单位长度作用力相似时，即式（9)，可得：
[0150]将（25)代入（26)得
[0152]即采用单位长度作用力相似时，螺旋桨等离子体诱导流场的相似准则为：
[0154] 上式中下标pp表示螺旋桨等离子体，f表示力，该准则称为螺旋桨等离子体诱导 流场作用力相似准则。
[0155] 当满足速度修正雷诺相似即式（12)时，将（25)代入（12)可得：
[0157]即采用速度修正射流雷诺数相似，螺旋桨等离子体诱导流场的相似准则为：
[0159] 上式中下标pp表示螺旋桨等离子体，v表示速度修正，该准则称为螺旋桨等离子 体诱导流场速度相似准则。
[0160] 当满足无量纲压力扰动相似时，由式（19)可以看出，该相似准则与来流速度没有 任何关系，因此两个螺旋桨的等离子体满足相似准则（19)即可，该相似准则同时为螺旋桨 等离子体放热相似准则。
[0161] 上述公式（21)~（30)中，D是螺旋桨直径，ns是螺旋桨转速，下标0表示高空螺 旋桨、实际等离子体激励器的参数，下标1表示缩比螺旋桨、模拟等离子体激励器的参数。
[0162] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精 神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种高空螺旋奖等离子体流动控制的地面缩比实验模拟方法，其特征在于，包括w 下步骤： 步骤1，根据高空螺旋奖等离子体激励器的结构参数制作实际等离子体激励器； 步骤2,测量静止空气中所述实际等离子体激励器放电产生的诱导流场的参数： 当所述实际等离子体激励器的激励电源为交流电源时，测量所述实际等离子体激励器 的单位长度体积力或所述实际等离子体激励器诱导射流的速度剖面； 当所述实际等离子体激励器的激励电源为高压脉冲电源时，测量所述实际等离子体激 励器工作环境的空气压力及放热产生的压力扰动； 步骤3,计算所述高空螺旋奖等离子体激励器相似参数： 当所述实际等离子体激励器的激励电源为交流电源时，根据所述实际等离子体激励器 的单位长度体积力或实际等离子体激励器诱导射流的速度剖面，通过W下公式计算相似参 数 Reppf、Re抑V;当所述实际等离子体激励器的激励电源为高压脉冲电源时，根据所述实际等离子体激 励器工作环境的空气压力及放热产生的压力扰动，通过W下公式计算相似参数AP' ； Ap，=Ap/p 其中，Reppf、ReppY、Ap' 为相似参数，F^为单位长度等离子体激励器产生的体积力，p是 空气密度，y为空气粘性系数，D为所述高空螺旋奖奖叶直径，n,为所述高空螺旋奖转速， Um"为静止空气中实际等离子体激励器诱导射流的最大速度，为静止空气中等离子体诱 导射流最大速度半高宽，即速度等于最大速度1/2点距离壁面的高度；Ap为静止空气中实 际等离子体激励器放热产生的压力扰动，P为静止空气中实际等离子体激励器工作环境的 空气压力； 步骤4,制作与所述高空螺旋奖满足几何相似的地面缩比螺旋奖； 步骤5,确定所述地面缩比螺旋奖的模拟等离子体器结构参数和激励电源参数；包括： 步骤5. 1，制作试验等离子体激励器，按照步骤2中的测量方式测量所述试验等离子体 激励器在地面大气环境中放电产生的诱导流场的参数，计算所述试验等离子体激励器用于 所述地面缩比螺旋奖时的相似参数； 步骤5. 2,当所述试验等离子体激励器相似参数与所述高空螺旋奖等离子体激励器的 相似参数相等时，所述试验等离子体激励器即为所述高空螺旋奖的模拟等离子体激励器， 确定所述模拟等离子体器结构参数和激励电源参数； 步骤6,将所述模拟等离子体激励器安装在所述地面缩比螺旋奖上； 步骤7,将所述地面缩比螺旋奖安装在地面风洞中，通过地面风洞实验测量并计算所述 地面缩比螺旋奖的推力、扭矩和效率； 步骤8,根据所述地面缩比螺旋奖的推力、扭矩和效率得到所述高空螺旋奖的推力系 数、扭矩系数和效率。2. 根据权利要求1所述的地面缩比实验模拟方法，其特征在于，步骤1具体为： 步骤1. 1，根据高空螺旋奖等离子体激励器的结构参数制作实际等离子体激励器，并 将所述实际等离子体激励器放置在空气密度与所述高空螺旋奖高空工作时相同的密闭舱 中； 其中，所述高空螺旋奖等离子体激励器的结构参数指所述高空螺旋奖等离子激励器的 暴露电极、植入电极的宽度和厚度，介质阻挡层的材质和厚度，所述暴露电极和植入电极在 X方向的间隙； 步骤1. 2,按照所述高空螺旋奖等离子激励器的激励电源参数对所述实际等离子体激 励器放电； 当所述实际等离子体激励器的激励电源为交流电源时，测量所述实际等离子体激励器 的单位长度体积力，或测量所述实际等离子体激励器诱导射流的速度剖面； 当所述实际等离子体激励器的激励电源为高压脉冲电源时，测量所述实际等离子体激 励器工作环境的空气压力及放热产生的压力扰动。3. 根据权利要求1所述的地面缩比实验模拟方法，其特征在于，步骤4中所述模拟等离 子体激励器是用于地面风洞实验的等离子体激励器。4. 根据权利要求1所述的地面缩比实验模拟方法，其特征在于，步骤5中所述模拟等离 子体激励器通过安装在所述地面缩比螺旋奖奖穀处的滑环连接到所述模拟等离子体激励 器的激励电源。
【专利摘要】本发明一种高空螺旋桨等离子体流动控制的地面缩比实验模拟方法，包括以下步骤：测量并计算高空螺旋桨实际等离子体激励器相似参数；制作用于地面风洞实验的地面缩比螺旋桨；确定所述地面缩比螺旋桨的模拟等离子体器结构参数和激励电源参数；将所述模拟等离子体激励器安装在所述地面缩比螺旋桨上，开展风洞实验，分别采集所述模拟等离子体激励器开启前后所述地面缩比螺旋桨的推力和扭矩，计算所述地面缩比螺旋桨的效率，将所述地面缩比螺旋桨的推力、扭矩和效率转化为所述高空螺旋桨的推力系数、扭矩系数和效率。本发明所述方法利用常规地面风洞开展，具有成本低、推广性好等优势。
【IPC分类】G01M9/02, G01M9/00, G01M9/06
【公开号】CN104931226
【申请号】CN201510378674
【发明人】聂万胜, 车学科, 田希晖, 周思引, 侯志勇, 何浩波, 陈庆亚, 姜家文, 田学敏, 苏凌宇, 丰松江
【申请人】中国人民解放军装备学院
【公开日】2015年9月23日
【申请日】2015年7月1日