[發明專利]一種復合式大阻力風洞應變天平

有效

• 申請號: 201710025696.7
• 申請日: 2017-01-13
• 公開（公告）號: CN106644367B
• 公開（公告）日: 2023-06-16
• 發明（設計）人: 王樹民;馬濤;吳勇航;潘華燁;向光偉;劉大偉;賈巍;譚顯慧;杜昕
• 申請（專利權）人: 中國空氣動力研究與發展中心高速空氣動力研究所
• 主分類號: G01M9/06
• 分類號: G01M9/06
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 鄧世燕

本發明公開了一種復合式大阻力風洞應變天平，包括復合式回路天平和支桿，所述復合式回路天平包括自由端過渡段、2號支撐段、1號支撐段、固定端過渡段、支桿連接段；所述支桿包括錐形連接段和等直段；所述自由端過渡段通過位于左右兩側的四柱梁(即側力、俯仰力矩和滾轉力矩測量元件)與2號支撐段連接；所述固定端過渡段通過位于上下兩側的兩柱梁(即升力和偏航力矩測量元件)與1號支撐段連接；1號支撐段與2號支撐段通過位于內側的四柱梁(即阻力測量元件)連接；所述支桿連接段與支桿的錐形連接段連接。本發明縮短了天平長度，增大了天平直徑，提高了天平承載能力，提高了試驗的安全性，延長了天平使用壽命。

技術領域

本發明屬于航空航天測力實驗氣動力測量技術領域，尤其是針對返回艙、著陸器等大升阻比氣動模型的測力問題，本發明的一種復合式大阻力風洞應變天平，利用復合式回路結構緊湊布局測量元件，縮短天平長度，增大天平直徑，提高天平阻力元的承載能力和天平的整體剛度，能夠較好的對模型六個分量的氣動力進行測量。

背景技術

在涉及到返回艙、著陸器等大升阻比模型的氣動力測量問題時，由于模型具有直徑大、長度短的特點，造成需要測量的阻力載荷大小往往是升力載荷的十倍左右，載荷匹配難度大，測量精度要求高。通過增大天平直徑可以增大阻力承載能力，但一方面傳統的三段串聯桿式天平的直徑一般與支桿等直段直徑相等，并且需要與模型尾部內腔保持足夠的間隙以保證模型受載后天平和支桿不會與模型產生空間干涉。受到模型尾部空間尺寸的限制和足夠的間隙要求，天平及支桿的直徑較小，無法提高阻力測量量程。另一方面此類模型的長度較短，無法將傳統三段串聯桿式天平的測量元件全部置于模型體內腔，對露出模型體的天平部分還需要進行額外的設計以保護天平。使用復合式回路結構可充分利用模型體內腔空間，有效縮短天平長度，增加天平直徑，增大天平承載能力，是一種能夠滿足此類模型試驗天平設計和測量要求的行之有效的方法。

發明內容

為了克服現有技術的上述缺點，本發明提出了一種復合式大阻力風洞應變天平，旨在解決傳統三段串聯桿式天平在返回艙、著陸器等模型氣動力測量時天平安裝難度大、阻力承載能力不足和天平設計未充分利用模型內腔空間的缺陷，提供一種復合式回路風洞應變天平及支桿，完成了對模型六個分量氣動載荷的精確測量。本發明采用獨特的復合式回路結構將天平六個分量的測量元件通過嵌套方式組合在一起，減小了天平的整體長度，并合理利用模型內腔空間大的特點，增大天平直徑，增強天平承載能力，特別是增大阻力測量量程，提高了風洞試驗安全性。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種復合式大阻力風洞應變天平，包括復合式回路天平和支桿，所述復合式回路天平包括自由端過渡段、2號支撐段、1號支撐段、固定端過渡段、支桿連接段；所述支桿包括錐形連接段和等直段；所述自由端過渡段通過位于左右兩側的四柱梁(即側力、俯仰力矩和滾轉力矩測量元件)與2號支撐段連接；所述固定端過渡段通過位于上下兩側的兩柱梁(即升力和偏航力矩測量元件)與1號支撐段連接；1號支撐段與2號支撐段通過位于內側的四柱梁(即阻力測量元件)連接；所述支桿連接段與支桿的錐形連接段連接。

與現有技術相比，本發明的積極效果是：一是發展了獨特的天平設計思想，突破了傳統三段式串聯桿式天平結構的局限。二是增大了天平直徑，提高了天平承載能力，特別是增大了阻力測量量程。三是縮短了天平長度，在模型軸向尺寸有限的情況下仍然將天平元件整體置于模型體內部，提高了試驗的安全性，延長了天平使用壽命。四是擴大了天平設計空間，有利于天平元件結構和布局優化設計。五是可廣泛應用于升阻比較大或者沖擊載荷較大的風洞試驗天平研制中，具有良好的實用性和推廣價值。

附圖說明

本發明將通過例子并參照附圖的方式說明，其中：

圖1是本發明的一種復合式大阻力風洞應變天平裝配示意圖；

圖2是本發明的一種復合式大阻力風洞應變天平結構示意圖；

圖3是圖2的俯視圖；

圖4是圖2的A-A剖視圖；