[發明專利]一種用于高超聲速風洞的測力測熱整體式模型裝置

有效

• 申請號: 202011188856.8
• 申請日: 2020-10-30
• 公開（公告）號: CN112304562B
• 公開（公告）日: 2022-02-25
• 發明（設計）人: 郭雷濤;許曉斌;范孝華;鐘俊;凌崗;孫鵬;邱懷
• 申請（專利權）人: 中國空氣動力研究與發展中心超高速空氣動力研究所
• 主分類號: G01M9/06
• 分類號: G01M9/06;G01M9/04;G01M9/08;G01M9/02
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 王丹

本發明公開了一種用于高超聲速風洞的測力測熱整體式模型裝置。該模型裝置包括整體式模型，順序固定在整體式模型中心軸線的應變天平和天平支桿；整體式模型為整體加工模型，中部設置有內徑前小后大的錐型空腔；應變天平為桿式應變天平，應變天平的前端套裝有與整體式模型的錐型空腔匹配的轉接錐套，應變天平從后至前插入整體式模型的錐型空腔，通過拉緊螺栓固定在整體式模型上；天平支桿與應變天平之間通過支桿拉緊楔鍵固定連接。該模型裝置解決了測力測熱整體式模型在設計要求上的矛盾，既滿足轉捩預測試驗的測熱模型不分段要求，又滿足測力試驗應變天平連接要求；消除了模型前后段接差縫引起的轉捩位置誤差，提高了轉捩位置的準確性。

技術領域

本發明屬于高超聲速風洞試驗技術領域，具體涉及一種用于高超聲速風洞的測力測熱整體式模型裝置。

背景技術

當前，隨著高超聲速技術的發展，各國爭相發展自己的高超聲速飛行器，但是，目前技術難點還很多。其中，邊界層轉捩位置的預測就是一個關鍵技術難題，而它對于飛行器的設計又有著非常重要的作用，轉捩位置不僅影響飛行器氣動力，還對飛行器氣動熱有著重要影響。可見，轉捩位置的準確預測對于飛行器氣動外形設計和熱防護措施的設計有著重要的影響。因此，在高超聲速風洞中開展模型同時測力測熱試驗需求迫切，通過模型測熱能夠確定模型的轉捩位置，同時還可根據測力結果研究不同轉捩位置對模型氣動力特性的影響。

一般而言，為了避免模型分段引起模型轉捩位置變化，用于轉捩預測試驗的測熱模型的基本要求是模型不分段；對于測力試驗，由于需要將桿式應變天平與模型連接，則需要將模型在某一位置分段。綜合了轉捩預測試驗和測力試驗的轉捩對模型氣動特性影響研究試驗，則既要求模型滿足轉捩預測試驗不分段要求，又要求模型滿足測力試驗應變天平連接要求，故而對模型的連接方式提出了苛刻的要求。

當前，亟需發展一種用于高超聲速風洞的測力測熱整體式模型裝置。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種用于高超聲速風洞的測力測熱整體式模型裝置。

本發明的用于高超聲速風洞的測力測熱整體式模型裝置，其特點是，所述的模型裝置包括整體式模型，順序固定在整體式模型中心軸線的應變天平和天平支桿；

所述的整體式模型為表面光滑過渡模型，整體式模型的表面覆蓋整塊的非金屬蒙皮，內部為金屬骨架；整體式模型的內腔為對稱的空腔，在整體式模型的中部，空腔形狀為內徑前小后大的錐型空腔，錐型空腔的前方設置有豎直端面Ⅰ，錐型空腔的后方設置有豎直端面Ⅱ；

所述的應變天平為桿式應變天平，應變天平的前端套裝有與整體式模型的錐型空腔匹配的轉接錐套，轉接錐套的后端設置有豎直端面Ⅲ，應變天平從后至前插入整體式模型的錐型空腔，豎直端面Ⅲ靠近豎直端面Ⅱ，通過貫穿豎直端面Ⅲ和豎直端面Ⅱ的拉緊螺栓固定連接整體式模型；

所述的天平支桿與應變天平之間通過支桿拉緊楔鍵固定連接。

進一步地，所述的非金屬蒙皮的材質為聚四氟乙烯、玻璃鋼或碳纖維。

進一步地，所述的非金屬蒙皮的厚度為D，D≥5mm。

進一步地，所述的金屬骨架102的材質為7075鋁合金或30CrMnSiA。

進一步地，所述的金屬骨架102采用整體加工或者分段加工。

進一步地，所述的轉接錐套的外表面為轉接錐套外錐面，轉接錐套的內表面為轉接錐套內錐面，轉接錐套的豎直端面Ⅲ上開有沿周向分布的1個轉接錐套拉緊螺紋孔和n-1個轉接錐套拉緊通孔，以及與轉接錐套拉緊螺紋孔、轉接錐套拉緊通孔交錯分布的轉接錐套拆卸螺紋孔，轉接錐套拉緊螺紋孔與拉緊螺栓匹配，轉接錐套拆卸螺紋孔與拆卸螺栓匹配；n≥3。

進一步地，所述的拉緊螺栓設置有套裝的轉接拉桿，轉接拉桿的后段固定有扳手，旋轉扳手帶動轉接拉桿擰緊或松開拉緊螺栓。