在平流层环境中对热球气表反应的实验研究
Xiyuan Li1, Xiaoning Yang1, Xiaobin Shen2
1Beijing Institute of Spacecraft Environment Engineering, Beijing 100094, China.
Sensors (Basel, Switzerland)
|October 26, 2024
概括
精确的风速测量对于平流层飞机至关重要. 一个新的基于旋转的模拟系统在低压条件下测试了热球气流量计,揭示了影响精度低于15kPa的非线性.
科学领域:
- 航空航天工程 航空航天工程
- 大气科学 大气科学
- 仪器仪表和测量仪器的使用
背景情况:
- 精确的风速测量对于平流层飞机的热性能和态度控制至关重要.
- 传统的风速传感器在低压平流层环境中由于空气密度下降而扎.
- 现有的方法往往无法满足平流层飞行的严格准确性要求.
研究的目的:
- 开发和验证用于低压环境的新型风速模拟系统.
- 为了研究在平流层条件下热球气流量计的性能.
- 分析低压和低雷诺兹数对气压计精度的影响.
主要方法:
- 在空间环境模拟室内使用旋转方法开发风速模拟系统.
- 集成一个高精度的转盘,用于控制的低压测试.
- 从1kPa到30kPa的恒温热流热球气流计的响应测试.
主要成果:
- 在极低的雷诺兹数下观察到探测器信号中日益增加的非线性,影响响应曲线低于15kPa.
- 发现热球探测器的灵敏度在5米/秒以上保持稳定,但随着压力下降,非线性下降到5米/秒以下.
- 分析了不同插值方法对风速转换误差的影响.
结论:
- 开发的模拟系统有效地描述了低压平流层条件下的气压计性能.
- 在低压和低风速下,非线性和降低的灵敏度对平流层风力测量构成重大挑战.
- 这些发现为改善未来平流层飞机的风速测量技术提供了关键数据.
