[發明專利]用于高速風洞等離子體流動控制實驗的測力裝置

有效

• 申請號: 201710155319.5
• 申請日: 2017-03-16
• 公開（公告）號: CN106706262B
• 公開（公告）日: 2018-12-04
• 發明（設計）人: 胡旭;高超;郝江南;徐澤陽
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: G01M9/06
• 分類號: G01M9/06
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 慕安榮

一種用于高速風洞等離子體流動控制實驗的測力裝置，移動模塊嵌裝在該轉盤中心的方形安裝孔內。滑軌機構平行的安裝在所述轉盤的盤表面。滑軌機構中的滑塊固定在所述移動模塊的滑軌安裝塊上。高精度電子稱感應器與兩個彈簧的位置分別與所述滑軌機構的兩端對應，并分別位于所述移動模塊的兩端。在測力實驗前，使移動模塊與高精度電子稱感應器相接觸，通過電子稱的感應輸出記錄初始力。測力實驗時，改變不同的等離子體激勵狀態以及不同的來流速度，記錄不同狀態下的力，從而定量的研究高速狀態下等離子體流動控制效果。

技術領域

本發明涉及等離子體流動控制技術領域，具體是一種用于高速風洞等離子體流動控制實驗的測力裝置。

背景技術

等離子體流動控制作為一種新概念流動控制手段，成為空氣動力學和氣動熱力學領域的研究熱點。介質阻擋放電等離子體激勵器作為一種新概念的流動控制裝置，具有結構簡單、無移動部件、響應頻率高、作用頻段寬等特點，可以利用微量的、局部的氣流擾動來控制大流量、全局性的特性。目前世界學術機構廣泛開展了等離子體激勵器流動分離控制，邊界層流動控制，氣動噪聲減弱，圓柱繞流流動分離控制，抑制空腔繞流、槳葉流動分離等方面。據估算飛行器的飛行阻力每減小1％，有效載荷即可增加10％以上，而全球每年就可以節省上千億美元燃料成本，同時可以提高飛機的飛行速度以及增大航程。等離子體激勵器能抑制邊界層分離從而使邊界層盡量保持層流狀態，控制漩渦流場，使之產生有利干擾，從而減小阻力、增加機翼有效面積、彎度和環量等。因此DBD等離子體流動控制技術的應用，有可能使飛行器及動力裝置的性能實現重大的提升，具有很高的經濟價值。以至于2002年簡氏防務周刊將國外進行的等離子體可以劇烈改變飛行器空氣動力特性的研究評論為：將期待一場航空和商業飛行器的革命。2005年，美國空軍科研局將等離子體動力學列為未來幾十年內保持技術領先地位的六大基礎研究課題之一。2006年，國防科工委也將“等離子體推進技術”列入國防基礎研究的“十一五”發展規劃中。總之，DBD等離子體流動控制技術具有重大的理論意義和廣泛的應用價值。

研究高速來流下等離子體流動控制效果具有重要的應用價值，等離子體流動控制應用于戰斗機、直升機、螺旋槳等，對提升性能將起到一定的作用，其無損安裝、無運動部件的優點，能容易實施相關技術與飛機的安裝布置作業。作為等離子體流動控制技術的核心部件—等離子體激勵器，科研人員對其進行了更為細致和全面的研究。為摸清等離子體激勵器在高速來流下的激勵效果，需在高速風洞中進行等離子體激勵器流動控制實驗，在高速風洞中測量等離子體氣動激勵所產生力的大小，從而能定量研究等離子體氣動激勵的效果，因此需要一款能測量等離子體氣動激勵所產生力的設備。等離子體激勵器在飛行器上的應用是布置于飛行器的表面，并在工藝上實現結構穩固，由于等離子體激勵器平板模型結構上薄而且小，直接將平板模型放置風洞中，高速來流情況下會出現搖擺甚至折斷現象，因此需要設計一款專用的設備安裝于風洞中，不僅能固定等離子體激勵器，而且能實現準確測力。

發明內容

為在高速風洞中實現等離子體流動控制氣動激勵效果的定量測量，本發明提出了一種用于高速風洞等離子體流動控制實驗的測力裝置。

本發明包括轉盤、移動模塊、高精度電子稱感應器、彈簧和滑軌機構。其中：

所述移動模塊嵌裝在該轉盤中心的方形安裝孔內，并使該移動模塊有滑軌安裝塊一側的表面凸出所述轉盤的盤表面。

滑軌機構平行的安裝在所述轉盤的盤表面。該滑軌機構中的滑塊固定在所述移動模塊的滑軌安裝塊上。所述高精度電子稱感應器與兩個彈簧的位置分別與所述滑軌機構的兩端對應，并且高精度電子稱感應器位于所述移動模塊的一端，嵌裝在所述轉盤中心的方形安裝孔內；兩個彈簧位于所述移動模塊的另一端，嵌裝在所述轉盤中心的方形安裝孔內。

所述的移動模塊相對稱的兩個側表面分別有一對凸出該側表面的凸塊，該凸塊為滑軌安裝塊。