[发明专利]一种高速风洞测力测压一体化试验方法

说明书

本发明公开了一种高速风洞测力测压一体化试验方法，采用应变片粘贴于测压支杆表面，利用测压支杆受力之后发生的形变来测量模型所受到的气动力，从而在保证测压数据量不减小的前提下实现测力和测压。本发明的效果是：基于传统风洞测压模型，通过简易的测力元件实现测力和测压同步进行，在不减少测压数据量的前提下得到同步测力数据，避免了人为协调处理测力测压结果导致的误差，与此同时，利用测力数据可以对模型弹性角进行修正，从而得到更准确的模型姿态角,弹性角修正方法与传统测力试验时采用的方法一样，先通过标准砝码加载得到不同载荷下的弹性角，从而拟合得到弹性角随载荷变化的修正公式，进而可以根据风洞试验时的测力值反算弹性角大小。

技术领域

本发明属于高速风洞试验技术领域，具体涉及一种高速风洞测力测压一体化试验方法。

背景技术

高速风洞试验中测力试验与测压试验通常分开进行，模型也分别设计，究其原因一方面是由于测压管路占用空间和传统内置式天平所需空间相冲突，另一方面测压孔的存在是否会引起测力结果失真也存在疑问。当然，对于有某些特殊要求的型号试验，通过在大型高速风洞(如2.4米跨声速风洞)中设计复杂的专用模型也能实现测力与测压同时进行，但是这种做法操作复杂、周期长、价格高，而且测压点数也远远小于传统测压试验。

因此，目前高速风洞试验中最常用的全模测力和全模测压试验依然采用不同的模型分别进行试验，这会导致测压试验数据积分结果与测力试验结果不一致，这样的两套数据难以直接用于型号设计，必须通过专门的手段将测力和测压数据协调处理后才能使用，而这必然也会引入额外的误差。

事实上，测力结果与测压结果本身就具有较强的互补性，可相互印证，表面压力分布结果可用于解释非常规气动现象，有利于深入分析流动机理，测力结果可用于表面压力积分结果的标定，对于因模型内部空间有限而没法在模型内部安装迎角传感器的情形，测力结果还可以辅助修正模型姿态角。如果能在测压试验的同时获得测力数据，这两套数据即可合二为一，避免了人为协调处理数据的误差，本发明致力于研究这样一种测力/测压一体化的试验技术。

发明内容

为了在高速风洞中实现测力测压试验同时进行，并且要保证测压点数不减少、操作便捷、成本低，本发明提供一种高速风洞测力测压一体化试验方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种高速风洞测力测压一体化试验方法，采用应变片粘贴于测压支杆表面，利用测压支杆受力之后发生的形变来测量模型所受到的气动力，从而在保证测压数据量不减小的前提下实现测力和测压。

作为优选方式，利用测力结果对模型弹性角进行修正。

作为优选方式，采用标准砝码加载的方式进行模型弹性角修正：先通过标准砝码加载得到不同载荷下的弹性角，从而拟合得到弹性角随载荷变化的修正公式，进而可以根据风洞试验时的测力值反算弹性角大小。

作为优选方式，为了确保测力结果的准确可靠，模型与支杆之间的连接方式采用过盈配合确保无松动，应变片的粘贴区域避开模型与支杆连接处附近的应力集中区。

作为优选方式，应变片尽可能靠近模型以减小支杆所受气动力导致的系统误差。

作为优选方式，通过设计多裕度的测力桥路来保证测力结果的稳定度。

作为优选方式，多裕度的测力桥路包括两组，第一组测力桥路包括电阻R1-R12，电阻R1-R12分布在支杆的同一圆周上，第二组测力桥路包括电阻R13-R24，电阻R13-R24分布在支杆的同一圆周上；

其中R1-R4组成第一测力单元；R5-R8组成第二测力单元；R9-R12组成第三测力单元；R13-R16组成第四测力单元；R17-R20组成第五测力单元；R21-R24组成第六测力单元。