[發明專利]一種風洞試驗的尾撐裝置支桿與桿式天平聯結結構

有效

• 申請號: 202110386483.3
• 申請日: 2021-04-12
• 公開（公告）號: CN112798219B
• 公開（公告）日: 2021-07-02
• 發明（設計）人: 張鈞;陳陸軍;金華;蘭宇;楊洪森;張林;梁勇;傅澔;朱本華;孫福振;楊鵬飛;邵率;吉登;廖威
• 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;G01M9/04
• 代理公司: 北京勁創知識產權代理事務所(普通合伙) 11589
• 代理人: 王鴻

本發明適用于風洞試驗技術領域，尤其是涉及一種風洞試驗的尾撐裝置支桿與桿式天平聯結結構，包括天平聯結端、支桿聯結端、鎖緊環以及鎖緊螺母，天平聯結端與鎖緊環止口定位，并且圓柱面連接，鎖緊環與支桿聯結端圓錐面連接，差動鎖緊螺母分別與鎖緊環和支桿聯結端螺紋連接。本發明能夠實現風洞試驗中桿式天平在尾撐裝置支桿上的準確定位，并且可以根據需要調整桿式天平的滾轉角，解決了目前普遍采用的錐面+楔鍵聯結方式導致的桿式天平在支桿上的滾轉角無法調整的問題，提高了桿式天平與尾撐裝置支桿聯結的位置精度，特別是繞天平滾轉方向的精度，從而更好地保證風洞測力試驗數據的準確性和可靠性。

技術領域

本發明涉及風洞試驗技術領域，尤其是涉及一種風洞試驗的尾撐裝置支桿與桿式天平聯結結構。

背景技術

風洞試驗作為空氣動力學研究的三種基本手段之一，把按照相似準則制作的飛機等飛行器模型通過支撐裝置固定在風洞試驗段的內流場中，運用相對運動原理，使人工氣流流過試驗模型，通過各類傳感器來測量氣流對試驗模型的影響，以了解飛機等飛行器的空氣動力學特性。在風洞試驗過程中，支撐裝置能固定模型在風洞試驗段內的位置和姿態，并能夠按照約定的方式控制模型位置和姿態的變化，且模型位置和姿態的誤差應控制在一定的精度范圍內。試驗模型的支撐方式主要包括尾撐、背撐和腹撐等，分別通過不同的模型支撐裝置來實現。其中，尾撐是小展弦比飛機等飛行器風洞試驗常用的支撐方式。

氣動力天平（簡稱天平）是一種專門用于測量作用在風洞試驗模型上空氣動力載荷（包括力和力矩）的測量裝置，桿式應變天平是尾撐試驗常用的天平結構形式。

當開展模型尾撐測力風洞試驗時，風洞的尾撐裝置支桿前端安裝有桿式應變天平，天平的前端再安裝模型。天平安裝于模型內部，模型不與尾撐裝置支桿接觸。風洞試驗時，尾撐裝置支桿通過天平帶動試驗模型實現模型位置和姿態的可控變化，試驗模型的氣動載荷通過桿式天平實時測量獲得。

目前尾撐裝置支桿與桿式天平的聯結結構普遍采用錐面+楔鍵聯結方式。采用這種方式聯結時，桿式天平的外錐面與支桿的內錐面配合，通過沿聯結處的徑向打入楔鍵使得內外錐面軸向拉緊以保證聯結牢固。采用這種方式的確能保證模型與天平的聯結剛度和強度，但會帶來桿式天平在支桿上的滾轉角無法調整的問題。而現實情況下存在加工誤差不可避免，這就會導致天平測量軸系與尾撐裝置運動機構的坐標系之間在x軸線上存在一定的滾轉角，天平軸系不能按要求調整至最佳工作狀態。通常情況下，這個安裝引起的滾轉角影響通過修正計算來解決。但尾撐裝置在氣動載荷的作用下的彈性變形的非線性將使得修正變得十分復雜且難以準確獲得，因而對模型氣動載荷測量的準確性和可靠性產生不利影響。另外采用錐面配合，支桿和桿式天平配合錐面的加工精度要求高，兩個面必須配作才能達到75%以上的接觸面積，而如果接觸面積偏低，聯結剛度就會大大降低，試驗過程中容易松動、抖動，從而也會對試驗結果及安全造成不利影響。

發明內容

本發明的目的是提供一種風洞試驗的尾撐裝置支桿與桿式天平聯結結構，能夠實現桿式天平在尾撐裝置支桿的準確定位，特別是桿式天平在滾轉方向上能根據需要精確調整，從而保證了風洞測力試驗數據的準確性和可靠性。

本發明的技術方案是：

一種風洞試驗的尾撐裝置支桿與桿式天平聯結結構，包括天平聯結端、支桿聯結端、鎖緊環以及鎖緊螺母；

所述天平聯結端為圓柱形；

所述鎖緊環包括第一連接部和第二連接部；所述第一連接部上設置第一外螺紋；所述第二連接部包含內圓柱面和外圓錐面，并且在所述第二連接部軸向開設有開縫；所述內圓柱面與所述天平聯結端圓柱面配合；

所述支桿聯結端具有內圓錐面，所述內圓錐面與所述鎖緊環的外圓錐面錐面配合；所述支桿聯結端的端部設置第二外螺紋；

所述鎖緊螺母上設置第一內螺紋部和第二內螺紋部，所述第一內螺紋部與所述鎖緊環的第一連接部螺紋連接，所述第二內螺紋部與所述支桿聯結端螺紋連接。