一种激波风洞推力测量试验装置转让专利
申请号 : CN202110322865.X
文献号 : CN113029509B
文献日 : 2022-04-12
发明人 : 赵荣娟 , 刘施然 , 吴里银 , 吕治国 , 周正 , 吕明磊 , 孔小平
申请人 : 中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所 , 中国空气动力研究与发展中心空天技术研究所
摘要 :
权利要求 :
1.一种激波风洞推力测量试验装置,其特征在于,包括支撑座(1)、天平(2)、模型天平转接件(3)、整流罩(4)以及加速度计(5);
所述支撑座(1)包括底板(17)和两个固定设置于底板(17)上的天平安装座(16),每个天平安装座(16)上安装一组天平(2);
所述天平(2)包括上连接板(7)、下连接板(8)、若干支撑柱(9)、两组敏感梁以及敏感元件(13),所述支撑柱(9)的上端部、下端部分别通过弹性铰链(11)与上连接板(7)、下连接板(8)相连接;两组敏感梁沿天平(2)长度方向对称设置在上连接板(7)、下连接板(8)之间的两侧,敏感梁包括立柱Ⅰ、立柱Ⅱ以及力敏梁(10),立柱Ⅰ、立柱Ⅱ固定设置在上连接板(7)与下连接板(8)之间,所述力敏梁(10)的左端部、右端部分别通过弹性铰链(11)与立柱Ⅰ、立柱Ⅱ相连接;对应每根力敏梁(10)安装一个加速度计(5),用于对天平(2)的测量信号进行补偿;所述敏感元件(13)粘贴在力敏梁(10)上,用于测量力敏梁(10)的变形,从而测量作用在模型(6)表面的气动力;
所述模型天平转接件(3)与天平(2)的上连接板(7)固定连接,天平(2)通过模型天平转接件(3)与模型(6)进行连接;
所述整流罩(4)固定安装在支撑座(1)上,并围设在天平(2)和模型天平转接件(3)外侧,且整流罩(4)内壁不与天平(2)和模型天平转接件(3)相接触。
2.根据权利要求1所述的激波风洞推力测量试验装置,其特征在于,该试验装置还包括角度楔块(15),所述角度楔块(15)安装于模型(6)与模型天平转接件(3)之间,用于测量攻角情况下作用在模型(6)表面的气动力。
3.根据权利要求1所述的激波风洞推力测量试验装置,其特征在于,所述模型天平转接件(3)呈横、纵截面均为工字型的结构。
4.根据权利要求1所述的激波风洞推力测量试验装置,其特征在于,所述整流罩(4)的前端为楔形结构,整流罩(4)的后端设有走线孔(14),走线孔(14)用于测量信号线的引出。
5.根据权利要求1所述的激波风洞推力测量试验装置,其特征在于,所述整流罩(4)由若干拼接板拼接而成。
6.根据权利要求1‑5任一所述的激波风洞推力测量试验装置,其特征在于,所述敏感元件(13)采用压电片或半导体应变片。
7.根据权利要求1‑5任一所述的激波风洞推力测量试验装置,其特征在于,所述支撑座(1)的底板(17)呈一体式的长方形结构,或由底板Ⅰ和底板Ⅱ组成的分体式结构,当为分体式结构时,两个天平安装座(16)分别安装于底板Ⅰ和底板Ⅱ上。
说明书 :
一种激波风洞推力测量试验装置
技术领域
背景技术
激波风洞中开展超燃冲压发动机推力测量试验是获得高马赫数超燃冲压发动机推力的一
个重要手段。澳大利亚昆士兰大学T4激波风洞均开展了应力波天平超燃冲压发动机推力测
量试验,日本HIEST自由活塞激波风洞上使用加速度计自由飞测力试验技术进行了超燃冲
压发动机推力的测量试验。
时,采用内式天平的时候,天平的敏感元件将置于模型的温度场之内,在温度效应下,将影
响气动力测量结果。
发明内容
该试验装置可直接安装模型,且天平置于发动机燃烧室外面,可有效避免燃烧室高温对天
平测量结果的影响,能够在毫秒量级实现对超过3m量级的试验模型推力的精确测量。
平长度方向对称设置在上连接板、下连接板之间的两侧,敏感梁包括立柱Ⅰ、立柱Ⅱ以及力
敏梁,立柱Ⅰ、立柱Ⅱ固定设置在上连接板与下连接板之间,所述力敏梁的左端部、右端部分
别通过弹性铰链与立柱Ⅰ、立柱Ⅱ相连接;对应每根力敏梁安装一个加速度计,用于对天平
的测量信号进行补偿;所述敏感元件粘贴在力敏梁上,用于测量力敏梁的变形,从而测量作
用在模型表面的气动力;
角度楔块即可实现。
装在试验段壁面上。在满足模型天平转接件前述作用的基础上,对于模型天平转接件的具
体结果并没有特殊的限制,可以采用本领域中常规的连接件设计结构。在本发明中,优选模
型天平转接件呈横、纵截面均为工字型的结构,该结构连接稳定性更强。
端设有走线孔,走线孔用于测量信号线的引出。前端呈楔形结构是对天平的外形结构的进
一步优化,降低天平结构试验测量的影响。进一步地,所述整流罩优选由若干拼接板拼接而
成,可通过螺钉或其它常规固定方式固定连接成为一个整体。
其间,如压电片或半导体应变片中的一种。
即可呈一体式的长方形结构,也可以采用由底板Ⅰ和底板Ⅱ组成的分体式结构,当为分体式
结构时,两个天平安装座分别安装于底板Ⅰ和底板Ⅱ上。采用分体式结构,可以更方便的调
节两组天平之间的间距,进而适应不同长度的模型,满足不同长度模型推力测量的要求。更
一步地,天平安装座的主要作用是安装天平,因而在满足安装天平的基础上,其结构可以采
用常规设计,如整体呈方体结构,或由柱体和安装面板组成,均可。
小于或等于模型长度三倍时,采用一组天平进行测量;当采用两组天平测量时,作用在模型
上的推力为两组天平测量得到的气动力(即推力)之和。
适应性更好,且节约了天平的制作成本。
平置于发动机燃烧室外面,有效避免了燃烧室高温对天平测量结果的影响,测量具有高的
准确性。
验模型推力的测量。
附图说明
发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员而言,在不付出创造性劳动的前提下,还可以
根据这些附图所示实施例得到其它的实施例及其附图。
敏感元件;14、走线孔;15、角度楔块;16、天平安装座;17、底板。
具体实施方式
领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例,都属于本发
明所保护的范围。
板17长度方向(亦即模型长度方向)平行设置。天平安装座16由两个呈长方体结构的主体和
安装面板组成。底板17通过螺钉连接的方式与风洞的攻角机构固定连接。
撑柱9为一组,两组支撑柱9分别设置在上连接板7和下连接板8之间的左右两侧。支撑柱9的
上端部、下端部分别通过弹性铰链11与上连接板7、下连接板8相连接。两组敏感梁沿天平2
长度方向对称设置在上连接板7、下连接板8之间的前后两侧。敏感梁包括立柱Ⅰ、立柱Ⅱ以
及力敏梁10,立柱Ⅰ、立柱Ⅱ固定设置在上连接板7与下连接板8之间,力敏梁10的左端部、右
端部分别通过弹性铰链11与立柱Ⅰ、立柱Ⅱ相连接。
偿。敏感元件13粘贴在力敏梁10上,用于测量力敏梁10的变形,从而测量作用在模型6表面
的气动力。敏感元件13为压电片或半导体应变片中的一种。
端为楔形结构,后端设有走线孔14,走线孔14用于测量信号线的引出。整流罩4由多张拼接
板拼接而成,通过螺钉固定连接成为一个整体。
或等于模型6长度三倍时,采用一组天平2进行测量;当采用两组天平2测量时,作用在模型6
上的推力为两组天平2测量得到的推力之和。
板17长度方向(亦即模型长度方向)平行设置。天平安装座16由两个呈长方体结构的主体和
安装面板组成。底板17通过螺钉连接的方式与风洞的攻角机构固定连接。
撑柱9为一组,两组支撑柱9分别设置在上连接板7和下连接板8之间的左右两侧。支撑柱9的
上端部、下端部分别通过弹性铰链11与上连接板7、下连接板8相连接。两组敏感梁沿天平2
长度方向对称设置在上连接板7、下连接板8之间的前后两侧。敏感梁包括立柱Ⅰ、立柱Ⅱ以
及力敏梁10,立柱Ⅰ、立柱Ⅱ固定设置在上连接板7与下连接板8之间,力敏梁10的左端部、右
端部分别通过弹性铰链11与立柱Ⅰ、立柱Ⅱ相连接。
偿。敏感元件13粘贴在力敏梁10上,用于测量力敏梁10的变形,从而测量作用在模型6表面
的气动力。敏感元件13为压电片或半导体应变片中的一种。
安装于模型6与模型天平转接件3之间。当需要在有攻角情况下测量模型6上的气动力时,通
过该角度楔块15即可实现。
端为楔形结构,后端设有走线孔14,走线孔14用于测量信号线的引出。整流罩4由多张拼接
板拼接而成,通过螺钉固定连接成为一个整体。
或等于模型6长度三倍时,采用一组天平2进行测量;当采用两组天平2测量时,作用在模型6
上的推力为两组天平2测量得到的推力之和。
安装座16分别安装于底板Ⅰ和底板Ⅱ上。两个天平安装座16沿底板17长度方向平行设置。天
平安装座16由两个呈长方体结构的主体和安装面板组成。底板Ⅰ和底板Ⅱ通过螺钉连接的
方式沿模型6长度方向与风洞的攻角机构固定连接。
撑柱9为一组,两组支撑柱9分别设置在上连接板7和下连接板8之间的左右两侧。支撑柱9的
上端部、下端部分别通过弹性铰链11与上连接板7、下连接板8相连接。两组敏感梁沿天平2
长度方向对称设置在上连接板7、下连接板8之间的前后两侧。敏感梁包括立柱Ⅰ、立柱Ⅱ以
及力敏梁10,立柱Ⅰ、立柱Ⅱ固定设置在上连接板7与下连接板8之间,力敏梁10的左端部、右
端部分别通过弹性铰链11与立柱Ⅰ、立柱Ⅱ相连接。
偿。敏感元件13粘贴在力敏梁10上,用于测量力敏梁10的变形,从而测量作用在模型6表面
的气动力。敏感元件13为压电片或半导体应变片中的一种。
呈横、纵截面均为工字型的结构。
端为楔形结构,后端设有走线孔14,走线孔14用于测量信号线的引出。整流罩4由多张拼接
板拼接而成,通过螺钉固定连接成为一个整体。
或等于模型6长度三倍时,采用一组天平2进行测量;当采用两组天平2测量时,作用在模型6
上的推力为两组天平2测量得到的推力之和。