1.模拟高原环境对航空活塞发动机喷雾特性影响的装置，其特征在于：包括由热交换器(13)围合成的封闭的压力温度调节室(11)、设于压力温度调节室(11)外部并与该压力温度调节室(11)连通的真空泵(12)、设于压力温度调节室(11)内的气缸(5)、与气缸(5)配套使用的活塞(6)和用于向气缸(5)内喷油的喷油系统；所述活塞(6)和喷油系统也设于压力温度调节室(11)内；所述气缸(5)通过进气管(14)和排气管(15)与所述压力温度调节室(11)连通；所述气缸(5)是可透光的；所述活塞(6)远离气缸(5)的端部连接有可推动活塞(6)运动的活塞驱动装置；所述压力温度调节室(11)内还设有用于拍摄气缸(5)内燃油喷射情况的摄像系统。

2.如权利要求1所述的模拟高原环境对航空活塞发动机喷雾特性影响的装置，其特征在于：所述喷油系统包括依次连通的油箱(1)、油泵(3)和喷油器(4)，所述喷油器(4)的喷油口伸入所述气缸(5)内。

3.如权利要求2所述的模拟高原环境对航空活塞发动机喷雾特性影响的装置，其特征在于：所述活塞驱动装置包括预紧弹簧(7)和固定于所述压力温度调节室(11)内的固定块(17)，所述预紧弹簧(7)的两端分别与所述活塞(6)和所述固定块(17)连接；所述活塞驱动装置还包括有用于固定活塞(6)及预紧弹簧(7)的限位块(16)。

4.如权利要求3所述的模拟高原环境对航空活塞发动机喷雾特性影响的装置，其特征在于：所述摄像系统包括高速摄像机(18)和激光系统；所述高速摄像机(18)的摄像头对准所述气缸(5)内的燃烧室；所述激光系统包括依次设置的Xecl准分子激光器(19)、第一反光镜(20)、第二反光镜(21)、扩束镜(22)、准直镜(23)、压缩镜(24)和分光镜(25)；所述气缸(5)设于压缩镜(24)和分光镜(25)之间；所述Xecl准分子激光器(19)发射的激光(26)依次经第一反光镜(20)、第二反光镜(21)、扩束镜(22)、准直镜(23)和压缩镜(24)后射入所述气缸(5)内，之后从气缸(5)内射出的激光(26)经分光镜(25)射入所述高速摄像机(18)的摄像头。

5.如权利要求4所述的模拟高原环境对航空活塞发动机喷雾特性影响的装置，其特征在于：还包括有控制系统；所述控制系统包括霍尔传感器(8)、电源(9)和ECU(10)；所述霍尔传感器(8)设于所述气缸(5)的一侧，用于测量所述活塞(6)的位置；所述ECU(10)分别与所述喷油器(4)、霍尔传感器(8)和高速摄像机(18)控制连接，所述电源(9)用于向所述ECU(10)供电。

6.使用如权利要求5所述的装置模拟高原环境对航空活塞发动机喷雾特性影响的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：在所述油箱(1)中填充荧光剂用来模拟重油喷雾，调整所述喷油器(4)伸入气缸(5)内燃烧室到合适的深度；

步骤2：打开Xecl准分子激光器(19)，调整第一反光镜(20)和第二反光镜(21)，使Xecl准分子激光器(19)发射的激光(26)到扩束镜(22)前，经过扩束镜(22)改变激光(26)的直径，然后经过准直镜(23)将激光(26)的光束汇聚，最后经压缩镜(24)将激光(26)的光束转化为一束激光(26)照射入气缸(5)内的燃烧室中；

步骤3：调整分光镜(25)和高速摄像机(18)的角度，将气缸(5)内激光(26)的光束引到高速摄像机(18)的摄像头前；

步骤4：打开所述真空泵(12)和所述热交换器(13)将所述压力温度调节室(11)内的压力和温度调节至待模拟目标海拔所对应的压力和温度；

步骤5：打开所述电源(9)和所述ECU(10)，并将所述电源(9)和所述ECU(10)放入所述压力温度调节室(11)内；

步骤6：根据待模拟的航空活塞发动机在不同转速下活塞的加速度和受力来确定所需预紧弹簧(7)的弹力，从而确定预紧弹簧(7)的劲度系数和预紧长度；

步骤7：通过所述活塞(6)将所述预紧弹簧(7)压缩至相应的预紧长度并用所述限位块(16)将活塞(6)和预紧弹簧(7)固定；

步骤8：调节所述油泵(3)的供油压力来保证所述喷油器(4)的喷射油压；

步骤9：抽出所述限位块(16)，在所述预紧弹簧(7)的弹性作用力下，所述活塞(6)开始向气缸(5)内运动，模拟航空发动机活塞的压气运动状态；当所述活塞(6)移动到所述霍尔传感器(8)位置时，所述霍尔传感器(8)触发，然后给所述ECU(10)发出触发信号；所述ECU(10)接受到该触发信号后，发出信号给喷油器(4)使所述喷油器(4)进行喷油，再通过所述高速摄像机(18)对所述气缸(5)内的喷油器(4)的喷雾状况进行拍摄。

7.如权利要求6所述的模拟高原环境对航空活塞发动机喷雾特性影响的方法，其特征在于：在使用高速摄像机(18)拍摄得到喷雾的原始图片后，先将原始图片灰度化，再进行canny边缘检测，然后通过MATLAB编程将所有灰色的像素点去掉，再调整相应的阈值，将喷雾的边界勾勒出来，得到处理后的图片并计算相应的宏观特征参数；

所述宏观特征参数包括喷雾质量，记为M；喷雾锥角，记为α；喷雾投影面积，记为A；喷雾贯穿距离，记为L；喷雾浓度，记为ρ；

所述喷雾质量M根据所选定的喷油器(4)的喷油规律得到；

在定义喷雾锥角α、喷雾投影面积A和喷雾贯穿距离L时，先在处理后的图片上找出喷雾的边界范围，然后对处理后的图片进行网格化处理，并以喷孔位置点为中心点D；

在计算喷雾锥角α时，先分别找出喷雾两侧距离喷孔所在轴线距离最远的点，连接D点与喷雾两侧最远的点，并延长这两条直线与网格交与B、C点，构成DC、DB两条直线，连接BC形成三角形BCD，在三角形BCD中∠BDC等于喷雾锥角α；在网格中可以构建出相应的三角形，通过勾股定理计算出DC、DB、BC的长度，在三角形BCD中通过余弦定理即可求出喷雾锥角α的余弦值，再通过反三角函数arccosα计算出喷雾锥角α的角度；

在计算喷雾投影面积A时，对网格化处理后的图片中喷雾所占网格进行累加，当喷雾占有区域大于一半网格时记网格数加一，当喷雾占有区域小于一半网格时记网格数为零，最后累加网格数的总和便可以计算得到喷雾投影面积A；

在计算喷雾贯穿距离L时，累加喷孔到距离喷孔最远处喷雾所占的网格数便可计算得到喷雾贯穿距离L；在累加最远一格时，当喷雾长度大于网格长度的一半时记网格数加一，当喷雾长度小于网格长度的一半时记网格数为零；

在计算喷雾浓度ρ时需要先计算喷雾雾柱的体积V，喷雾雾柱的体积V通过以下公式得出：

然后，将处理后的图片从上到下依次等间距划分为n个区域，包括区域S1、S2、S3……Sn，每个区域对应喷油器(4)的一个喷油时间段T1、T2、T3、……Tn，将不同时间段T1、T2、T3……Tn内对应的喷雾质量M定义为M1、M2、M3、……Mn，每个区域对应的喷雾浓度ρn通过以下公式计算：

式中，Vn表示该划分区域内喷雾雾柱的体积。