[發明專利]一種能夠解耦六分量作用力的壓力補償裝置

有效

• 申請號: 201911146918.6
• 申請日: 2019-11-21
• 公開（公告）號: CN110806302B
• 公開（公告）日: 2021-01-08
• 發明（設計）人: 章榮平;王勛年;陳其盛;晉榮超
• 申請（專利權）人: 中國空氣動力研究與發展中心低速空氣動力研究所
• 主分類號: G01M9/06
• 分類號: G01M9/06
• 代理公司: 綿陽山之南專利代理事務所(普通合伙) 51288
• 代理人: 沈強

本發明公開了一種能夠解耦六分量作用力的壓力補償裝置，包括固定設置的密封箱體，所述密封箱體的前端為駐室，所述駐室的密封蓋面相對于整個密封箱體為第一浮動端，所述密封箱體外設置有密封的壓力補償室，所述壓力補償室一端固定設置，壓力補償室上相對于固定端的另一端為第二浮動端，第一浮動端與第二浮動端連接為一個整體浮動端，壓力補償室與駐室之間通過壓力管道連通；本發明當箱體駐室有內外壓差時，通過兩個對稱分布的壓力補償室的內外壓差作用力反向作用于箱體駐室前端面，從而補償了箱體駐室前端面的內外壓差作用力，使得在任何壓差作用下，箱體駐室前端面受到的壓差作用力合力為零。

技術領域

本專利涉及實驗空氣動力學領域，具體涉及一種能夠解耦六分量作用力的壓力補償裝置。

背景技術

在一些特種實驗空氣動力學領域，要求在一個箱體內維持穩定的壓力，通過箱體與周圍環境的壓差來模擬飛行器風洞試驗或飛行中的馬赫數，對特定實驗模型進行流量和推力的校準。實驗模型作用力為六分量力和力矩，作用于箱體駐室的前端面。為了達到校準試驗的目的，減小試驗誤差，獲得高精準度的校準試驗數據，需要通過天平精確測量箱體駐室的前端面的作用力，通常不確定度要求在0.3%以內。

要精確測量箱體駐室的前端面的作用力具有很大的技術難度。一方面，通常情況下，待測量作用力相對于箱內與外部環境的壓差作用力是個小量，一般在10%以內，如果將待測量作用力和壓差作用力之和作為天平的量程，那么就存在測量分辨率不夠的問題，導致天平測量不確定度無法滿足要求。另外一方面，由于箱體要求是密封的，箱體駐室的前端面和駐室之間必須要有密封裝置，傳統的做法是采用密封圈硬連接、滑動密封或金屬波紋管，采用密封圈硬連接的方法存在箱體駐室的前端面與駐室之間傳力的問題，無法測量駐室的前端面的作用力；采用滑動密封的方法存在只能解耦單方向作用力、摩擦力導致測量不確定度大的問題；采用金屬波紋管的方法存在繞軸線方向扭矩無法解耦、附加剛度大等問題。為了解決上述箱體駐室的前端面作用力的精確測量問題，提出了能夠解耦六分量作用力的壓力補償裝置。

發明內容

本發明的目的是提供一種壓力補償裝置，用于去掉在噴管實驗中去掉外界大氣壓對噴管作用力的影響，并保障試驗的精度。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術手段：

一種能夠解耦六分量作用力的壓力補償裝置，包括固定設置的密封箱體，所述密封箱體的前端為駐室，所述駐室的密封蓋面相對于整個密封箱體為第一浮動端，所述密封箱體外設置有密封的壓力補償室，所述壓力補償室一端固定設置，壓力補償室上相對于固定端的另一端為第二浮動端，第一浮動端與第二浮動端連接為一個整體浮動端，壓力補償室與駐室之間通過壓力管道連通。

在上述技術方案中，所述密封箱體外設置有兩個結構相同的壓力補償室，兩個壓力補償室的截面面積相等，兩個壓力補償室的截面面積之和與駐室的截面面積相等。

在上述技術方案中，所述兩個壓力補償室對稱設置在駐室的兩側，壓力補償室上的第二浮動端對稱的連接到第一浮動端的兩側。

在上述技術方案中，所述壓力補償室沿著密封箱體上駐室的中心軸線平行設置，

在上述技術方案中，以整體浮動端為基準，密封箱體的固定端和壓力補償室的固定端相對設置在整體浮動端的不同側，第一浮動端的受力方向與第二浮動端的受力方向相反。

在上述技術方案中，第二浮動端與壓力補償室固定端之間連接有具有形變特性的柔性蒙皮。

在上述技術方案中，所述柔性蒙皮靜止狀態下為弧形結構，從壓力補償室外向內凹。

在上述技術方案中，在駐室上所述第一浮動端與駐室固定端之間連接有柔性蒙皮。

在上述技術方案中，所述柔性蒙皮為夾布橡膠。

在上述技術方案中，所述壓力管道內截面積不小于壓力補償室的截面積的1%。