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申请/专利权人：西北工业大学

摘要：本发明提供了一种斜激波参数几何作图求解方法及装置，基于求解一种可直接反映斜激波强度规律的关系式——斜激波强度关系式，结合激波角与偏转角直观角度认识，运用简化公式直接计算波前马赫数以及穿过斜激波前后气流参数。本发明计算步骤中只涉及到加、减、乘、除、三角函数与开平方的初等数学运算，大大降低了求解难度，方法可被普通技术人员熟练掌握。

主权项：1.一种斜激波参数几何作图求解装置，包括透明半圆板6、一号指针棒7、二号指针棒10、三号指针棒8、激波角下限遮挡板11、激波角上限遮挡板12、角度传感器、单片机、驱动电机和显示屏，其特征在于，所述透明半圆板6上标有标识斜激波最优激波角β*的角度刻度；一号指针棒7和二号指针棒10的一端铰接在透明半圆板6的左侧同一圆弧端点处，另一端能够分别沿透明半圆板6圆周转动，其中一号指针棒7用于指示待输入气流偏转角θ，二号指针棒10用于指示待求激波角β；三号指针棒8一端铰接在透明半圆板6圆心处，另一端能够沿透明半圆板6圆周转动，用于指示最优激波角β*，且三号指针棒8通过滑套9与一号指针棒7连接，并能确保一号指针棒7与三号指针棒8始终相互垂直；激波角下限遮挡板11和激波角上限遮挡板12均为扇形，激波角下限遮挡板11和激波角上限遮挡板12通过圆心位置的转动轴连接于透明半圆板6的圆心位置，且激波角下限遮挡板11和激波角上限遮挡板12能够在电机驱动下分别绕转动轴转动；所述的单片机接收外界输入的气流比热比γ，通过角度传感器采集一号指针棒7表示的气流偏转角θ并显示在气流偏转角显示屏14中；所述的单片机通过测得的气流偏转角θ计算得到该气流偏转角θ下的最优激波角β*和物理激波角范围，通过电机驱动激波角下限遮挡板11和激波角上限遮挡板12转动，使得激波角下限遮挡板11靠近三号指针棒的一侧边沿代表最小激波角，激波角上限遮挡板12靠近三号指针棒的一侧边沿代表最大激波角；通过角度传感器采集二号指针棒10表示的待求激波角并显示在待求激波角显示屏17中，通过单片机计算得到波前马赫数，并通过波前马赫数显示屏18进行显示；转动一号指针棒7到所研究的气流偏转角θ，壳体13内置角度传感器将读取到的角度数据显示在气流偏转角显示屏14中，若读数不符合气流比热比γ限定的物理值范围，即输入偏转角超出对应气流比热比γ的最大偏转角范围，则显示“非物理偏转角”；偏转角符合物理值要求后，由壳体13内置单片机根据公式β*＝θ2+45°，计算出最优激波角β*值，将计算值与角度传感器读取到数据进行验证比对，并显示在最优强度激波角显示屏15中，计算三号指针棒8所指的最优激波角β*，以确定计算装置的角度传感器与单片机及垂直滑套状态正常；由壳体13内置单片机根据公式计算该气流偏转角θ下存在物理解的激波角范围，即最小激波角为2β*—Δ2、最大激波角为2β*+Δ2；单片机由公式计算出激波角下限遮挡板11逆时针转动的遮挡角度；单片机由公式计算出激波角上限遮挡板12顺时针转动的遮挡角度；驱动电机根据数据将激波角下限遮挡板11和激波角上限遮挡板12转动到对应的上下限遮挡位置处；在激波角下限遮挡板11和激波角上限遮挡板12范围内所形成的圆弧上，转动二号指针棒10至所需激波角，壳体13内置角度传感器将读取到的数据显示在比热比触摸修改与显示屏16中；壳体13内置单片机读取到角度传感器输入的激波角和偏转角、以及气流比热比γ，根据公式计算出相应的波前马赫数M1，并显示在波前马赫数显示屏18中；壳体13内置单片机以激波角、波前马赫数和气流比热比γ、以及偏转角作为输入参数，分别计算出波后马赫数：计算波后波前总压比：计算穿过激波气流熵增量：计算波后波前静压比：计算波后波前密度比：计算波后波前温度比：计算波前法向切向速度比：计算波后波前法向速度比：计算波后法向切向速度比：并显示于斜激波其它气流参数显示屏19中。

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