雙分量壓敏涂料技術(shù)的應(yīng)用研究

　　　張永存1,2,陳柳生3,馬曉光2,陳雪原2,閻莉2,趙文濤2,尚金奎2,郭法春2,鄧學(xué)鎣1,程厚梅2

　　　(1.北京航空航天大學(xué)航空科學(xué)與工程學(xué)院,北京100083;2.中國(guó)航空工業(yè)空氣動(dòng)力研究院,遼寧沈陽(yáng)110034;3.中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所,北京100080)

　　　摘要:介紹了壓敏涂料技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中的一些經(jīng)驗(yàn),給出了在飛機(jī)機(jī)翼表面,壓敏涂料技術(shù)與常規(guī)測(cè)壓孔技術(shù)測(cè)量結(jié)果的比較得出:國(guó)產(chǎn)壓敏涂料的性能優(yōu)于進(jìn)口產(chǎn)品,可替代進(jìn)口產(chǎn)品;使用國(guó)產(chǎn)雙分量壓敏涂料的壓敏涂料技術(shù)可用于型號(hào)研制壓力測(cè)量試驗(yàn)。

　　　關(guān)鍵詞:壓敏涂料技術(shù);雙分量壓敏涂料;風(fēng)洞試驗(yàn)技術(shù);測(cè)壓試驗(yàn)

　　　中圖分類號(hào):O353.5文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

　　　文章編號(hào):0258-1825(2010)05-0485-05

　　　壓敏涂料PSP(PressureSensitivePaint)技術(shù)是基于發(fā)光分子的氧猝熄現(xiàn)象發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)技術(shù)。其基本使用原理是將一種特殊材料制成的具有壓力傳感器功能的壓敏涂料噴涂到模型表面上,它在特定波長(zhǎng)的激發(fā)光照射下,可發(fā)射出熒光。熒光強(qiáng)度場(chǎng)與壓力場(chǎng)強(qiáng)有關(guān),由高分辨率的數(shù)字式CCD攝像頭攝取模型表面熒光強(qiáng)度的圖像,通過計(jì)算機(jī)圖像處理,可得到模型表面壓力分布。到目前為止,世界航空技術(shù)先進(jìn)的國(guó)家風(fēng)洞中都進(jìn)行了該項(xiàng)技術(shù)研究,并配置了相應(yīng)的測(cè)試設(shè)備,達(dá)到了工程實(shí)用的水平。從目前的發(fā)展趨勢(shì)上看:未來(lái)PSP技術(shù)將很有可能替代常規(guī)開孔壓力測(cè)量試驗(yàn)技術(shù)。

　　　PSP技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于無(wú)需單獨(dú)另外加工復(fù)雜的測(cè)壓模型,就可得到壓力分布數(shù)據(jù),而對(duì)一些薄翼及無(wú)法開孔的部件,只要光能照到,則可得到壓力數(shù)據(jù)。而且是一種準(zhǔn)非接觸連續(xù)的壓力分布測(cè)量技術(shù),積分可得到全模型載荷。由于其模型表面熒光強(qiáng)度的變化對(duì)應(yīng)于氣動(dòng)載荷分布變化,是實(shí)時(shí)的流譜,這些結(jié)果都具有很高的工程應(yīng)用價(jià)值。

　　　目前,國(guó)外普遍使用雙分量PSP技術(shù)進(jìn)行風(fēng)洞試驗(yàn)。該技術(shù)工程應(yīng)用時(shí),較單分量PSP技術(shù)主要的優(yōu)點(diǎn)是通過數(shù)據(jù)處理可消除激勵(lì)光源的不穩(wěn)定對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響,因此激勵(lì)光源可使用安裝、維護(hù)方便的閃光燈,而不需要使用價(jià)格昂貴的激光器。同時(shí),因采集試驗(yàn)數(shù)據(jù)的時(shí)間(閃光燈的工作時(shí)間)短,可用于準(zhǔn)非定常測(cè)壓試驗(yàn)。

　　　由于國(guó)外已經(jīng)有關(guān)于PSP技術(shù)的專著發(fā)表[1-2],同時(shí),我們已經(jīng)介紹了使用國(guó)產(chǎn)單分量PSP的PSP技術(shù)的應(yīng)用研究工作[3-5],因此本文主要介紹中國(guó)航空工業(yè)空氣動(dòng)力研究院與中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所對(duì)國(guó)產(chǎn)雙分量PSP研制與開發(fā),使用該涂料的PSP技術(shù)的應(yīng)用研究工作。

　　　1·壓敏涂料

　　　壓敏涂料系統(tǒng)主要由五部分組成(見圖1):壓敏涂料、激勵(lì)光源系統(tǒng)、校準(zhǔn)系統(tǒng)、實(shí)驗(yàn)圖像采集系統(tǒng)、實(shí)驗(yàn)圖象處理系統(tǒng)。

點(diǎn)擊此處查看全部新聞圖片

　　　PSP是PSP技術(shù)的關(guān)鍵之一,它提供了測(cè)量模型所有可視表面壓力分布和計(jì)算氣動(dòng)載荷的能力,其性能決定了PSP技術(shù)的應(yīng)用范圍。同時(shí),也決定了PSP系統(tǒng)設(shè)備的配置、試驗(yàn)方法及試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理技術(shù)。