模型飞行试验

将飞行器的缩尺模型(或实物)送入预定的地球大气空间以研究空气动力、气动加热或其他问题的一种模拟试验方法。模型按相似准则设计，内部装有传感器、遥测(或磁记)设备、控制装置、电源和其他专用设备。图1 为一个纵向动导数试验模型示意图。试验时，模型可由飞行器(飞机或助推装置)带到空中，或借助模型上的动力起飞，进入预定的模拟飞行环境后便可开始试验。图2 为飞机-火箭运载系统发射的再入试验模型飞行试验程序的一例(图中H为高度，为马赫数，v为速度，θ为飞行轨迹倾角)。图3为一个模型-助推火箭组合体离轨瞬间的照片。根据不同的试验内容，还可由程序控制机构或遥控机构偏转舵面或控制其他扰动力完成各种飞行动作。通过地面遥测、光测、雷达测量和模型内的测试设备或直接回收模型获取试验数据，再经过处理和换算，就可得到所要求的结果。这种试验也称为模型自由飞试验。它与风洞自由飞试验和自由飞弹道靶试验不同，试验模型不是被约束在人工气流中运动，而是在真实空间环境中飞行。它的主要优点是：不会象风洞实验那样出现洞壁干扰和支架影响，也不受空间限制；能在模拟或接近飞行器的飞行环境、飞行姿态和流场条件下进行试验;试验速度范围大，一次试验就可以通过亚声速、跨声速、超声速乃至高超声速飞行；可进行一些复杂的危险机动飞行，并给人以形象和直观的概念；便于对飞行器复杂的先进操纵系统进行研究和鉴定。它主要用于地面试验设备难以进行或所得结果不准的一些项目的试验和研究，如动导数试验；再入飞行器端头烧蚀变化和烧蚀量、云粒子侵蚀特性以及尾流特性研究；再入武器的突防装置、控制系统、战斗部引爆系统的功能研究等。与地面模拟试验相比，模型飞行试验的主要缺点是：测试和数据处理比较复杂;牵涉面广；受大气条件影响；重复性差；费用较大；不便于进行单项参数变化的研究。

图1

图2

图3 模型-助推火箭组合体离轨的瞬间

参考书目 A.F.Donovan，et al.，ed.， High Speed Problems of Aircraft and Experimental Methods，Princeton Univ.Press，Princeton，New Jersey，1961.