[实用新型]非接触的风洞试验激励装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种非接触风洞试验激励装置，属于航天航空工程领域。

背景技术

在进行一些动态风洞试验时，需要对模型进行激振，从而测量模型的振动衰减特征。常规做法是：为了不改变模型边界条件，在模型旁边安装激振器等设备对模型进行冲击和激振。

如图1所示，现有的风洞试验模型激励装置包括：1反射板、2激振器，3激振器固定装置。实验室前需要用激振器固定装置3通过螺钉安装在反射板1上，再将激振器2固定在激振器固定装置3上，需要对模型进行激励时，通过导线给激振器2输入激振信号，实现对模型的激励作用。

现有的激振装置存在以下问题：

(1)试验结果可靠度低，激振器及其固定装置会影响风洞试验流场，从而影响试验数据可靠度。

(2)试验受限制，由于激振装置及其固定装置在风洞流场区域中，受到设备的限制，一些高温或高动压风洞试验无法完成。

(3)激振器容易破坏，由于激振器受到风洞流场的冲击，很容易遭到破坏。

(4)工艺要求较高，如果激振器安装不牢固，导线捆绑不结实，很容易对试验结果产生影响，甚至会导致试验的失败。

发明内容

本实用新型的主要目的在于克服现有技术存在的上述缺点，而提供一种新型的非接触风洞试验激励装置，利用较强磁场产生的安培力，简单有效的实现激励风洞试验模型和完成风洞试验的目的。

本实用新型的非接触风洞试验激励装置包括磁铁、交流电源、变频装置、线路开关、导线和试验模型；所述磁铁固定在风洞壁上，用于在风洞范围内提供较强的磁感磁场，所述试验模型由导电材料所制，以悬于所述磁场内部的方式固定在风洞壁上，利用所述导线将所述交流电源、所述变频设备、所述线路开关和所述试验模型串联起来，使所述交流电源的两极通过所述导线连接到所述试验模型的首尾两端，并使流过所述试验模型的电流方向与所述磁场的磁感线方向垂直。

优选所述试验模型为金属模型。

优选所述试验模型为中空式模型，即所述试验模型中间可以穿过导线优选所述磁铁是永磁铁或电磁铁，所产生磁场的磁感应强度的最高值不低于0.3T。

优选所述交流电源提供的电流强度不低于3A。。

本实用新型的有益效果：

(1)不破坏风洞流场的情况下对模型产生激励，使试验结果更有效准确。

(2)不改变跟部固支的边界条件

(3)可以用变频系统实现对模型不同频率的激振。

(4)可以应用于一些无法使用激振器的高马赫数/高动压风洞试验。

(5)激振设备稳定性强，由于主要的激振装置都位于风洞流场以外，不会受到高速气流的冲击，可重复多次使用。

附图说明

图1为现有风洞试验保护装置结构示意图；

图2为本实用新型非接触的风洞试验激励装置运行原理图；

图中主要标号说明：

1磁铁、2飞行器模型、3常规激振器、4导线、5交流电源、6变频设备、7风洞试验反射板、8开关

具体实施方式

如图2所示，本实用新型包括磁铁1、飞行器模型2、导线4、交流电源5、变频设备6和开关8。

其中磁铁1和飞行器模型2都与风洞壁相固定，飞行器模型2悬于磁铁1所产生磁场中，导线4串联交流电源5、变频设备6和开关8，导线4两端分别与模型首尾两端相固定，从而构成闭合电路。导线4为软线，可以发生变形。

飞行器模型2利用导电性良好的金属等材料制成，最好制成中空模型。磁铁1是永磁铁或电磁铁，所产生磁场的磁感应强度的最高值不低于0.3T。交流电源5提供的电流强度不低于3A。即通过飞行器模型2表面的电流强度不低于3A。

非接触的风洞试验激励装置原理如图2所示，当需要对飞行器模型2进行激振时，闭合开关8使用交流电源5给飞行器模型2通电，将变频设备6调节到飞行器模型2需要的激励频率，则电流将沿着飞行器模型2的轴向按照变频频率交替变化。由于在飞行器模型2外部，磁铁1产生了均匀磁场，通电模型将受到安培力的作用，从而产生激振力，飞行器模型2即被激振。

以上对本实用新型的优选实施方式进行了说明，但本实用新型并不限定于上述实施例。对本领域的技术人员来说，在权利要求书所记载的范畴内，显而易见地能够想到各种变更例或者修正例，当然也属于本实用新型的技术范畴。