[實用新型]非接觸的風洞試驗激勵裝置

有效

• 申請號: 201420788304.4
• 申請日: 2014-12-11
• 公開（公告）號: CN204286743U
• 公開（公告）日: 2015-04-22
• 發明（設計）人: 侯英昱;劉子強;呂計男;付志超;馬鑫;陳占軍
• 申請（專利權）人: 中國航天空氣動力技術研究院
• 主分類號: G01M9/04
• 分類號: G01M9/04
• 代理公司: 北京遠大卓悅知識產權代理事務所(普通合伙) 11369
• 代理人: 史霞

技術領域

本實用新型涉及一種非接觸風洞試驗激勵裝置，屬于航天航空工程領域。

背景技術

在進行一些動態風洞試驗時，需要對模型進行激振，從而測量模型的振動衰減特征。常規做法是：為了不改變模型邊界條件，在模型旁邊安裝激振器等設備對模型進行沖擊和激振。

如圖1所示，現有的風洞試驗模型激勵裝置包括：1反射板、2激振器，3激振器固定裝置。實驗室前需要用激振器固定裝置3通過螺釘安裝在反射板1上，再將激振器2固定在激振器固定裝置3上，需要對模型進行激勵時，通過導線給激振器2輸入激振信號，實現對模型的激勵作用。

現有的激振裝置存在以下問題：

(1)試驗結果可靠度低，激振器及其固定裝置會影響風洞試驗流場，從而影響試驗數據可靠度。

(2)試驗受限制，由于激振裝置及其固定裝置在風洞流場區域中，受到設備的限制，一些高溫或高動壓風洞試驗無法完成。

(3)激振器容易破壞，由于激振器受到風洞流場的沖擊，很容易遭到破壞。

(4)工藝要求較高，如果激振器安裝不牢固，導線捆綁不結實，很容易對試驗結果產生影響，甚至會導致試驗的失敗。

發明內容

本實用新型的主要目的在于克服現有技術存在的上述缺點，而提供一種新型的非接觸風洞試驗激勵裝置，利用較強磁場產生的安培力，簡單有效的實現激勵風洞試驗模型和完成風洞試驗的目的。

本實用新型的非接觸風洞試驗激勵裝置包括磁鐵、交流電源、變頻裝置、線路開關、導線和試驗模型；所述磁鐵固定在風洞壁上，用于在風洞范圍內提供較強的磁感磁場，所述試驗模型由導電材料所制，以懸于所述磁場內部的方式固定在風洞壁上，利用所述導線將所述交流電源、所述變頻設備、所述線路開關和所述試驗模型串聯起來，使所述交流電源的兩極通過所述導線連接到所述試驗模型的首尾兩端，并使流過所述試驗模型的電流方向與所述磁場的磁感線方向垂直。

優選所述試驗模型為金屬模型。

優選所述試驗模型為中空式模型，即所述試驗模型中間可以穿過導線優選所述磁鐵是永磁鐵或電磁鐵，所產生磁場的磁感應強度的最高值不低于0.3T。

優選所述交流電源提供的電流強度不低于3A。。

本實用新型的有益效果：

(1)不破壞風洞流場的情況下對模型產生激勵，使試驗結果更有效準確。

(2)不改變跟部固支的邊界條件

(3)可以用變頻系統實現對模型不同頻率的激振。

(4)可以應用于一些無法使用激振器的高馬赫數/高動壓風洞試驗。

(5)激振設備穩定性強，由于主要的激振裝置都位于風洞流場以外，不會受到高速氣流的沖擊，可重復多次使用。

附圖說明

圖1為現有風洞試驗保護裝置結構示意圖；

圖2為本實用新型非接觸的風洞試驗激勵裝置運行原理圖；

圖中主要標號說明：

1磁鐵、2飛行器模型、3常規激振器、4導線、5交流電源、6變頻設備、7風洞試驗反射板、8開關

具體實施方式

如圖2所示，本實用新型包括磁鐵1、飛行器模型2、導線4、交流電源5、變頻設備6和開關8。

其中磁鐵1和飛行器模型2都與風洞壁相固定，飛行器模型2懸于磁鐵1所產生磁場中，導線4串聯交流電源5、變頻設備6和開關8，導線4兩端分別與模型首尾兩端相固定，從而構成閉合電路。導線4為軟線，可以發生變形。

飛行器模型2利用導電性良好的金屬等材料制成，最好制成中空模型。磁鐵1是永磁鐵或電磁鐵，所產生磁場的磁感應強度的最高值不低于0.3T。交流電源5提供的電流強度不低于3A。即通過飛行器模型2表面的電流強度不低于3A。

非接觸的風洞試驗激勵裝置原理如圖2所示，當需要對飛行器模型2進行激振時，閉合開關8使用交流電源5給飛行器模型2通電，將變頻設備6調節到飛行器模型2需要的激勵頻率，則電流將沿著飛行器模型2的軸向按照變頻頻率交替變化。由于在飛行器模型2外部，磁鐵1產生了均勻磁場，通電模型將受到安培力的作用，從而產生激振力，飛行器模型2即被激振。

以上對本實用新型的優選實施方式進行了說明，但本實用新型并不限定于上述實施例。對本領域的技術人員來說，在權利要求書所記載的范疇內，顯而易見地能夠想到各種變更例或者修正例，當然也屬于本實用新型的技術范疇。