[發明專利]用于風洞試驗的支撐組件

有效

• 申請號: 201710115359.7
• 申請日: 2017-03-01
• 公開（公告）號: CN106950028B
• 公開（公告）日: 2019-07-12
• 發明（設計）人: 李廣良;董金剛;魏忠武;金佳林
• 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: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 范曉毅

本發明提供了一種用于風洞試驗的支撐組件，涉及風洞試驗領域，本發明的支撐組件提供了一種彎尾支桿支撐結構，通過將尾支桿設計成軸線各不相同的至少三段，減小了尾支桿對試驗模型的氣流阻塞反向干擾，從而更加精確地對試驗模型的氣動數據進行測量；通過改變尾支桿各段的角度和長度，能夠使相互貼近的分離試驗模型與被分離試驗模型的尾支桿在空間上保持較大的距離，避免在分離試驗過程中發生互相干涉，影響試驗結果；同時，本發明通過設計與尾支桿配套的尾支桿固定部，固定安裝一定高度的測量組件，通過所述測量組件實現對風洞試驗模型的模型參考重心與天平校心的距離的測量，并且整個裝置測量精度能夠保證在0.1mm以內。

技術領域

本發明涉及的是一種用于風洞試驗的支撐組件，屬于風洞試驗技術領域。

背景技術

在各種飛行器的氣動外形設計過程中，風洞試驗過去和現在一直是發現和確認流動現象、探索和揭示流動機理、尋求和了解流動規律，以及為飛行器涉及提供優良的氣動布局和空氣動力學特征數據的主要手段。正是由于風洞試驗的重要性，風洞試驗的各個技術環節的精度控制和效率把控才能得以保證試驗高質量、高效率、順利地進行。

在風洞試驗程序中，試驗前的準備工作是否充分，關系到試驗中以及試驗后數據處理的難易程度，測力試驗是實驗前的重要準備工作之一。在測力試驗前需要給出天平力矩的校準中心(校心)與模型參考重心不重合的距離，包括軸向距離和機身軸線與天平桿軸線的距離。參見圖1，對于一般模型尾支撐結構而言，天平置于模型內腔中，機身軸線與天平桿軸線重合，其距離為0；另外，模型尾支撐結構通常采用直支桿，所述直支桿與天平及模型相連，且軸線與天平和模型的軸線重合。如圖1所示，目前，通常通過以下方法間接測量模型參考重心O和天平校心O’之間的距離：

通過對直支桿的變截面處加工一個L型平直定位面(相交的水平定位面和垂直定位面)，用直板尺直接測量L型立面到試驗模型的尾部端面的軸向距離，即可得到L4。

在未安裝試驗模型之前，天平和尾支桿固定連接可以通過多種途徑，如彈性角校對，得到天平力矩的校準中心(校心)到L型立面的軸向距離L3。試驗模型本身的設計加工尺寸在保證精度的情況下，其軸向方向的長度L1可得到；而模型參考重心到模型頭部軸向距離可以隨需要而設定，設為L2。需要說明的是，天平校心，即天平力矩的校準中心，在風洞吹風過程中，在此中心位置得到模型傳遞給天平的氣動力及力矩值均為0；模型參考重心，則為試驗模型在實際飛行過程中所受氣動力及力矩值均為0的位置。在得到L1、L2、L3、L4以后，通過以下公式：

L0＝L1+L4-L2-L3

即可得到模型參考重心與天平校心的軸向距離L0。

目前風洞模型參考重心與天平校心距離L0的測量方法，需要多人邊手扶直板尺邊目測數據，讀數存在很大的人工誤差，對于大型直支桿型支撐結構來說，該誤差相對較小，對實驗數據不會造成很大的影響。但是，隨著飛行器外形尺寸、功能等多樣化發展，直支桿型尾支撐結構已經不能滿足全部試驗的使用要求，例如在風洞多體分離與投放(CTS)試驗中，分離模型會受直支桿的氣流干擾，并且通過直支桿支撐時會與母機模型發生碰撞干涉，因此亟需一種滿足試驗要求的非直支桿型的尾支撐結構，對于非直支桿型的尾支桿結構，用上述方法測量L0時，不光會產生讀數誤差，還會產生很大的測量操作誤差，當L0較小時，例如只有十幾毫米，上述誤差會造成最終結果試驗數據很大的誤差。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的上述缺陷，提供一種用于風洞試驗的支撐組件，實現了在使用非直尾支桿的情況下，模型參考中心與天平校心距離的精確測量，整個支撐組件結構簡單、拆裝方便，易于操作測量。

本發明的上述目的主要是通過如下技術方案予以實現的：