摘要：激波是超声速流动的关键性问题,而超声速来流条件下气动探针的激波图谱的研究有待进一步丰富。本文以适用于超声速来流条件下的五孔气动探针为研究对象,提出一种复合型五孔压力-温度探针的结构设计方法,并采用经过实验校核的数值方法分析跨、超声速来流绕流探针而形成的激波图谱的变化规律,其中着重关注在正对来流和相对于来流存在较大偏转角度时探针头部及杆体的激波结构。研究结果表明:跨声速来流条件下,探针头部前端会形成一道强度较大的正激波结构;超声速来流条件下,探针与来流存在较大偏转角度时,探针背风面杆体后端会形成“λ”型激波,随着来流马赫数增大最终变为正激波,且激波与附面层相互作用导致探针表面的附面层发生分离,产生了低能流体团。本文的研究成果实现探针头部和杆体激波图谱的再现,充实了超声速探针的基础数据库。

摘要：根据某型无人机对大气数据采集系统的需求,对基于FPGA+DSP的五孔探针高精度大气数据采集系统进行了研究设计;基于FPGA实现多路传感器高速同步采集,经DSP数据解算后,最终将数据发送至上位机进行实时显示与图像化监测;硬件上采用MEMS数字式传感器、通讯隔离芯片以及电源滤波电路来增加信号抗干扰能力,软件上对静压和动压数据分别进行了二阶温度补偿和滤波,并采用线性插值算法进行误差补偿提高精度。经过多组测试验证,最终实现气压高度平均误差0.0585 m,迎角、侧滑角平均误差为0.139°,相较于传统迎角传感器,精度提高了近40%,满足飞控系统对五孔探针大气数据采集系统的要求。

摘要：为了解航空发动机和燃气轮机内的流场特征,从而有针对性地开展优化设计以提高其性能,需要对航空发动机和燃气轮机的流场进行准确测量。五孔探针是一种应用较为广泛的流场测量手段,能够较为准确地获得所测流场的总压、静压、速度大小和方向等流场参数。五孔探针性能优劣直接影响测量结果的准确性,而五孔探针的性能又直接与五孔探针的探头形状相关。采用试验研究方法对五孔探针探头形状对其性能的影响进行详细分析,结果显示:半球形探头在亚音速条件下无论是方向校准系数还是压力校准系数,均较锥形探头的校准系数分布均匀;采用半球形探头的五孔探针测量流场时的测量结果更为准确。

摘要：0.3m×0.2m结冰风洞是一座回流式亚声速风洞,它是3m×2m结冰风洞的1∶10缩尺引导风洞,用于结冰风洞设计、调试和运行的关键技术研究。介绍了针对该风洞点流向测量而设计的小尺寸五孔探针排架在一座专用校准设备上进行标定的实验结果,同时还给出了该引导风洞点流向测量的结果。校准及测试结果表明:校准数据处理所采用的线性离散模型满足亚声速条件下小尺寸五孔探针的校准精度要求,五孔探针对点流向的测量精度可达±0.04°;结冰引导风洞主试验段及低速试验段各个截面点流向均在±0.5°以内,满足设计要求。

摘要：五孔气动探针常用于风洞或旋转机械内流场的三维速度、总压及静压测量,为标定五孔气动探针,设计用于标定五孔气动探针的小型低速风洞,改变探针俯仰角和偏转角的二自由度旋转台,并编制了基于Labview的测控软件,对所制作的五孔探针进行了标定试验。结果表明风洞和测控系统可以进行五孔气动探针的标定试验,所制作的五孔探针偏转角和俯仰角的有效测量范围可达到-24°~24°。

摘要：进气道总压畸变的测量与评定是进气道/发动机一体化的重要内容。大S弯进气道具备出色的隐身性能,但其出口流场非常复杂,传统总压测量方法造成的误差显著增大,进而引起总压畸变评估误差,阻碍进/发一体化设计。为了提高大S弯进气道的总压畸变测量与评估的准确性,本文提出了一套基于五孔探针的测量方法。分析测量结果表明:分区拟合方法更能适应大S弯进气道强旋流场的总压数据处理;随着马赫数从0.2增加到0.6,周向总压畸变指数从0.005左右递增到0.09左右,径向总压畸变指数最大不超过0.055,马赫数越大,总压畸变越剧烈,周向总压畸变占据主导;出口截面主要总压畸变区的总压恢复系数最低不到0.85;相比数值计算、总压耙测量,五孔探针测得结果更加全面、合理。

摘要：气速是工程和实验研究所关注的重要参数之一,在化工领域内对流体速度进行准确测量对实验结果至关重要。本文对五孔探针在气速测量相关方法中的应用进行说明,尤其是对在高速测量中五孔探针的使用进行详细的研究。对五孔探针在Ma>0.3的高速气流速度测量中的应用进行了研究,探讨了五孔探针在高速气流中的标定和测量方法,设计加工了锥形五孔探针,并在标准风洞0.3>Ma>1的高速流场中对其进行了标定,获得了相应的标定校核结果;通过实验分析了Ma>0.3时气流的可压缩性对气流速度测量结果的影响;针对超音速流场,从理论上分析了探针前正激波、斜激波对测量参数的影响,提出测量数据的修正方法;并在Laval喷管实验平台中使用五孔探针对气流速度进行了测量,测量结果具有较高的精度,满足工程使用要求,验证了五孔探针对气流速度测量校核和使用方法的准确性。研究结果不仅拓宽了五孔探针的应用范围,而且对相关的测量研究有重要的工程价值。

摘要：介绍了五孔探针的设计和加工方法,详细地给出了具体的加工工序和注意事项。研究了探针的标定理论和标定方法,尤其是变马赫数标定方法以及标定后拟合多项式的误差分析方法。提出的加工方法和标定方法,能够为五孔探针的研制起到较好的指导作用。

摘要：五孔探针是测量复杂三维流场标量和矢量特性的常用手段。因其精度高,设备简单,成本低,对环境要求低等优点被广泛应用。由于其直接与气流接触,同时,实际测量要依赖于校准结果。因此结构设计和校准是探针应用中的重点。本文通过翻阅国内外探针的研究成果,比较全面的描述了目前国内外常用五孔探针的结构及校准技术(包括理论校准方法),简要讨论了国内五孔探针技术的发展前景。对五孔探针的使用和选择具有参考价值。

摘要：运用球形五孔探针对自行设计的轴流模型泵3种工况下叶轮出口流场进行了测量,得到叶轮出口绝对速度的周向、轴向、径向速度分量和速度环量分布。测量结果分析表明:叶轮出口处流场呈螺旋形向外运动趋势;在最优工况下,出口旋转动能占出口总动能的34%左右,其比例随着流量的增加逐渐减小;绝对速度的径向分量较小,轴向分量随着流量的增加而加大,和设计假设相吻合;叶轮出口速度环量从轮毂到轮缘呈逐渐下降的趋势,设计时应增加轮缘处的圆周分量,减小轮毂处的圆周分量。运用球形五孔探针测量三维流场中的速度分量和速度环量分布,具有适用性强、方法简单、测量精度较高的优点。