[發(fā)明專利]一種脈沖燃燒風洞模型支架-天平一體化測力裝置

有效

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• 申請日: 2020-11-09
• 公開（公告）號: CN112461494B
• 公開（公告）日: 2022-09-02
• 發(fā)明（設計）人: 呂金洲;王琪;張小慶;袁仕果;武龍;王鋒;賀元元;吳穎川
• 申請（專利權）人: 中國空氣動力研究與發(fā)展中心
• 主分類號: G01M9/06
• 分類號: G01M9/06;G01M9/04
• 代理公司: 重慶市信立達專利代理事務所(普通合伙) 50230
• 代理人: 陳炳萍

本發(fā)明屬于高速風洞試驗技術領域，公開了一種脈沖燃燒風洞模型支架?天平一體化測力裝置，包括上板和下板，上板和下板之間固定有天平主體，天平主體包括上測量部和下支撐部，上測量部布置有惠斯通電橋X1和惠斯通電橋X2，用于測量試驗模型所受的軸向力，以及惠斯通電橋Y1、惠斯通電橋Y2和惠斯通電橋Y3，用于測量試驗模型所受的法向力和俯仰力矩，上測量部罩有保護罩，保護罩與頂板分離，天平主體的背風側(cè)設有出線整流罩，出線整流罩的容納空間兩端分別貫通上板和下板。本發(fā)明實現(xiàn)了脈沖燃燒風洞測力系統(tǒng)的支架、天平一體化設計，既吸收了盒式應變天平剛度高的特點，又大大節(jié)約了試驗模型內(nèi)部的空間。

技術領域

本發(fā)明涉及高速風洞試驗技術領域，尤其涉及一種脈沖燃燒風洞模型支架- 天平一體化測力裝置。

背景技術

獲取一體化飛行器模型在試驗過程中所受到(產(chǎn)生)氣動力載荷，是脈沖燃燒風洞的風洞試驗的主要目的之一。由于脈沖燃燒風洞試驗時間很短(約0.3s)、沖擊載荷大，要獲得飛行器模型在試驗過程中所受到的氣動力載荷非常困難，這使得測力技術成為脈沖燃燒風洞試驗的關鍵技術之一。

要在測得高超聲飛行器試驗模型所受到(產(chǎn)生)的氣動力載荷，必須保證測力天平在有效試驗時間內(nèi)能夠測得至少6個周期的振動信號，現(xiàn)階段試驗模型多采用不銹鋼和鋁合金材料加工，模型質(zhì)量較重，對于噴管直徑為600mm的脈沖燃燒風洞，試驗模型質(zhì)量可達500kg，對于噴管直徑為2.4m的脈沖燃燒風洞，試驗模型的質(zhì)量可達3.5t，因此要測得試驗過程中飛行器試驗模型所受到(產(chǎn)生)的氣動力載荷，測力天平必須具有很高的剛度，這使得應變式測力天平成為脈沖燃燒風洞測力方式的最佳選擇。

現(xiàn)有的脈沖燃燒風洞應變天平測力支撐方式主要有尾支和背支(或腹支)兩種，尾支支撐方式主要應用于質(zhì)量較輕、尺度較小的模型測力，且對于機體/推進一體化飛行器試驗模型，由于尾支桿的存在，會破壞模型內(nèi)部發(fā)動機流道，對于一體化飛行器試驗模型測力造成很大影響，背支(或腹支)支撐方式在一定程度上消除了支撐方式對一體化飛行器試驗模型發(fā)動機流道的影響，且背支(或腹支)所采用的測力天平為盒式天平，設計時剛度可以更高，更加有利于天平測力，但是背支(或腹支)支架對模型周圍氣流的影響則只能通過CFD方法進行修正，而且現(xiàn)有的背支支撐方式天平均安裝于模型內(nèi)部，導致模型內(nèi)可用用于安裝油路系統(tǒng)或其他設備的空間大幅度減小，不利于風洞試驗的開展，但現(xiàn)階段脈沖燃燒風洞試驗測力仍然多采用背支(或腹支)的方式開展。

采用背支(或腹支)的測力系統(tǒng)設計方式為模型、天平、支架三部分獨立設計，試驗時將支架固定于風洞地基上，測力天平安裝于支架上，最后將模型安裝在測力天平上。但是一體化飛行器最顯著的特點之一就是扁平比很高，模型內(nèi)部可用空間十分有限，且還需要安裝大量的供油裝置、數(shù)據(jù)測量裝置等，模型設計時留給測力天平的可用完整空間很小，給模型設計帶來很大難度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明意在提供一種脈沖燃燒風洞模型支架-天平一體化測力裝置，以解決現(xiàn)有的支架、天平對試驗模型內(nèi)部空間占用大的問題。

為達到上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案：一種脈沖燃燒風洞模型支架- 天平一體化測力裝置，包括上板和下板，所述上板和下板之間固定有天平主體，所述天平主體包括上測量部和下支撐部，所述上測量部包括底座，所述底座與下支撐部固接，所述底座的上端中部設有兩第一測量梁，所述底座的上端兩側(cè)對稱設有第二測量梁，所述第一測量梁的上端和第二測量梁的上端共同設有一中隔板，所述中隔板的上端中部設有第三測量梁，所述中隔板的上端兩側(cè)對稱設有第四測量梁，所述第三測量梁和第四測量梁的上端共同設有頂板，所述頂板與上板固接，兩根第一測量梁布置有惠斯通電橋Y3，兩根第二測量梁分別布置有惠斯通電橋Y1和惠斯通電橋Y2，所述第三測量梁與兩側(cè)的第四測量梁之間分別布置有惠斯通電橋X1和惠斯通電橋X2，所述惠斯通電橋X1和惠斯通電橋X2用于測量試驗模型所受的軸向力，所述惠斯通電橋Y1、惠斯通電橋Y2和惠斯通電橋Y3 用于測量試驗模型所受的法向力和俯仰力矩，所述上測量部罩有保護罩，所述保護罩與頂板分離，所述天平主體的背風側(cè)設有出線整流罩，所述出線整流罩的容納空間兩端分別貫通上板和下板。