[发明专利]低速高雷诺数风洞半模型测力天平及测力方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种低速高雷诺数风洞半模型测力天平及测力方法，主要是采用了风洞外部测力方式测量风洞半模型气动力的测力天平。

背景技术：

随着我国大型飞机项目的不断开展，获得真实准确的风洞实验数据对飞机研制起着决定性作用，高雷诺数风洞试验显得尤为重要。随着我国低速增压风洞的建成，填补了国内低速高雷诺数试验领域的空白，承担着我国未来的军机、民机研究和现役飞机改进的高雷诺数低速风洞试验任务。低速增压风洞半模试验技术，是高雷诺数风洞试验的一个重要手段，通常飞行器都有一个纵向对称面，当空气流动对称时（飞行器作纵向运动），即可通过半模实验来研究飞行器的气动特性。为了满足大型飞行器模型在低速增压环境下进行纵向气动特性的试验要求及相关风洞应用技术研究的需要，在低速增压风洞研制低速高雷诺数风洞半模型测力天平具有重要意义。

发明内容：

本发明的目的是提供一种低速高雷诺数风洞半模型测力天平及测力方法。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

一种低速高雷诺数风洞半模型测力天平，其组成包括：上天平体、下天平体、升力消扰杆、侧力消扰杆、阻力消扰杆、阻力传感器、升力传感器、侧力传感器，所述的下天平体通过螺钉安装在变角度系统上，所述的升力消扰杆一端安装在上天平体上，所述的升力消扰杆另一端与升力传感器连接后再与下天平体连接，所述的侧力消扰杆一端安装在上天平体上，所述的侧力消扰杆另一端与侧力传感器连接后再与下天平体连接，所述的阻力消扰杆一端安装在上天平体上，所述的阻力消扰杆另一端与阻力传感器连接后再与下天平体连接，所述的上天平体上扣有保护罩，所述的上天平体与下天平体通过锁紧推销连接，所述的上天平体上通过螺栓安装有支杆底座，所述的上天平体与下天平体之间具有传感器过载保护器，所述的下天平体上具有肋板。

所述的低速高雷诺数风洞半模型测力天平，所述的阻力传感器一端安装在下天平体上，所述的阻力传感器另一端通过轴套与阻力消扰杆的一端连接并用锁紧螺帽锁紧，所述的升力传感器一端安装在下天平体上，所述的升力传感器另一端通过轴套与升力消扰杆的一端连接并用锁紧螺帽锁紧，所述的侧力传感器一端安装在下天平体上，所述的侧力传感器另一端通过轴套与升力消扰杆的一端连接并用锁紧螺帽锁紧。

所述的低速高雷诺数风洞半模型测力天平的测力方法，进行低速高雷诺数风洞半模型测力试验时，模型安装在风洞半模型支杆上端，风洞半模型支杆另一端安装在风洞半模型支杆底座上，模型的气动升力和阻力通过高精度传感器进行分解和测量，通过消扰杆的作用，使它们在空气动力载荷的作用下，对各传感器欲测量分量的载荷敏感，产生相对敏感的变形，而对其它分量的载荷不敏感，不产生或产生尽量小的变形，实现结构上对力和力矩的机械分解或部份分解，低速高雷诺数风洞半模型测力天平可实现测量最大气动阻力10000N，最大气动升力40000N，最大俯仰力矩8000N.m，通过低速高雷诺数风洞半模型测力天平变角度系统的运动，可实现风洞半模型-10° ~40°的迎角变化。

本发明的有益效果：

1.本发明低速高雷诺数风洞半模型测力天平，将其安装在模型变角度系统上，通过驱动转盘与从动转盘同步运动来实现半模模型与模型垫块的同步运动，从而实现风洞半模型-10° ~40°的迎角变化，实现对静态和动态风洞半模型气动力的高精度测量。灵敏度误差为0.5％，线性度误差为0.018％，破坏载荷系数3.0。天平的综合加载精度高于0.1%（滚动元高于0.2%），综合加载准度高于0.3%（滚动元高于0.4%），天平校准精准度指标达到国军标先进水平。

本发明进行低速高雷诺数风洞半模型测力试验时，模型安装在风洞半模型支杆上端，风洞半模型支杆另一端安装在风洞半模型支杆底座上。模型的气动升力和阻力通过高精度传感器进行分解和测量，通过消扰杆的作用，使它们在空气动力载荷的作用下，对各传感器欲测量分量的载荷敏感，产生相对敏感的变形，而对其它分量的载荷不敏感，不产生或产生尽量小的变形，实现结构上对力和力矩的机械分解或部份分解。低速高雷诺数风洞半模型测力天平可实现测量最大气动阻力10000N，最大气动升力40000N，最大俯仰力矩

8000N.m。通过低速高雷诺数风洞半模型测力天平变角度系统[18]的运动，可实现风洞半模型-10° ~40°的迎角变化。

附图说明：

附图1是本发明的结构示意图。

附图2是附图1的A-A向示意图。

附图3是附图1的B-B向示意图。