[發明專利]一種高升阻比層流翼型的風洞測力試驗裝置及其測驗方法

有效

• 申請號: 202010887383.4
• 申請日: 2020-08-28
• 公開（公告）號: CN112014058B
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發明（設計）人: 李冠雄;王靖宇;王運濤
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: G01M9/02
• 分類號: G01M9/02;G01M9/04;G01M9/06;G01M9/00
• 代理公司: 北京正華智誠專利代理事務所(普通合伙) 11870
• 代理人: 何凡

本發明公開了一種高升阻比層流翼型的風洞測力試驗裝置以及測驗方法，屬于風洞試驗技術領域。將翼型模型分為三段，中間段為測力翼段，左右兩段為維形翼段，用于隔離風洞洞壁附面層；測力翼段左右兩側與模型轉軸相連，模型轉軸穿過維形翼段并與風洞兩側的阻力天平軸承相連，維形翼段安裝于觀察窗上，可隨觀察窗一起轉動；阻力天平安裝于天平滑塊上，天平滑塊安裝于支架滑軌上，可上下滑動；天平滑塊通過連接桿與升力天平相連，升力天平與支架固連。本發明將高升阻比翼型的阻力和升力分開測量，解決了高升阻比翼型測力風洞試驗中天平升阻比低，阻力測量精度低的問題。

技術領域

本發明涉及風洞試驗技術領域，特別是涉及一種高升阻比層流翼型的風洞測力試驗裝置以及測驗方法。

背景技術

臨近空間飛行器飛行于20km以上高度，在空間上臨近空間飛行器可將常規航空器和航天器連接起來，并能完成傳統航空裝備和航天裝備無法完成的作戰任務，可有效擴展現有裝備的作戰能力，可應用于偵察監視、通信中繼、裝備投送等諸多方面。由于臨近空間飛行器飛行速度低，且所處環境空氣密度小，因此，臨近空間飛行器飛行于低雷諾數范圍，翼型表面會出現大范圍層流區，為提高飛行效率，臨近空間飛行器的機翼一般采用高升阻比層流翼型。

風洞試驗是為翼型設計提供空氣動力學特性數據的重要手段，但是，對于高升阻比層流翼型，目前還沒有成熟可靠的風洞測力試驗方案。高升阻比層流翼型的最大升阻比往往在100以上，而常規測力天平的升力量程和阻力量程的比值一般小于100，因此在滿足高升阻比層流翼型升力測量量程的前提下，天平阻力量程往往過大，造成阻力測量精度低的問題。

發明內容

針對現有技術中的上述問題，本發明提供一種高升阻比層流翼型的風洞測力試驗裝置及其測驗方法，解決了現有技術中常規測力天平對于高升阻比層流翼型阻力測量精度低的問題。

為了達到上述發明目的，本發明采用的技術方案如下：

一種高升阻比層流翼型的風洞測力試驗裝置，其包括底板和兩個豎直設置于底板上的滑軌，兩個滑軌的滑槽開口相對設置；兩個滑軌的滑槽內均設有上下滑動的天平滑塊；兩個天平滑塊的端面上均設置有阻力天平；兩個滑軌之間設置有用于固定試驗模型的模型轉軸，試驗模型分為三段，試驗模型的中間翼段為測力翼段，兩側為維形翼段；測力翼段兩側分別與一根模型轉軸連接，兩根模型轉軸的自由端分別與兩個阻力天平連接；兩個滑軌的滑槽內均設置有升力天平，升力天平位于天平滑塊頂部，升力天平與天平滑塊之間設置有天平連接桿。

通過將高升阻比層流翼型的試驗模型采用三段式模型，利用維形翼段隔離風洞洞壁附面層對測力翼段的影響，提高翼型測力精度；采用阻力天平和升力天平分離布置的方式，通過阻力天平和升力天平分別測量出測力翼段的阻力和升力，有效提高天平量程升阻比，并避免升力測量單元對阻力測量單元的干擾，提高翼型阻力測量精度；模型轉軸設置在測力翼段的兩側，采用兩側支撐測力翼段模型的方式，減小風洞試驗過程中翼型轉軸的變形，提高測量精度。

進一步地，為了方便試驗人員通過轉動觀察窗帶動維形翼段，使得試驗模型兩側的維形翼段的迎角與中間的測力翼段的迎角相同，兩個滑軌之間設置有兩個觀察窗，兩個觀察窗分別設置于風洞兩側洞壁上；兩個維形翼段分別設置于兩個觀察窗上，兩個維形翼段的外表面分別與兩個觀察窗的內壁接觸，模型轉軸穿過兩側維形翼段和觀察窗與阻力天平連接，模型轉軸不與維形翼段和觀察窗接觸，減少維形翼段對測量的干擾，保證只有測力翼段的氣動力傳遞至天平，提高試驗模型的升阻比測量的準確性。

進一步地，作為觀察窗的一種具體設置方式，兩個觀察窗為圓形；維形翼板設置于觀察窗中心位置，維形翼板上設置有貫穿觀察窗的通孔，通孔用于為模型轉軸穿過維形翼段和觀察窗提供通道，通孔的中心軸線與模型轉軸的中心軸線重合。