[发明专利]一种用于民机支撑干扰修正的双天平全机测力系统及方法

说明书

一种用于民机支撑干扰修正的双天平全机测力系统及方法，属于空气动力学风洞试验技术领域，解决了2米量级风洞才能使用双支杆双天平技术局限性问题，技术要点：包括2台对称设置的六分量天平、双支杆机构、增强型机翼。天平罩内部安装六分量天平，天平前锥锥度为1:5，并采用螺钉拉紧天平前锥和天平罩，天平后锥锥度为1:10，并通过顶丝与天平后锥上开设的V型环槽共同作用，实现天平后锥与双支杆机构的拉紧和退出；两个双支杆机构后端通过尾架连接在一起，尾架直接与风洞支架连接，在尾架上设置有尖劈角块。本发明双天平形式上结合为一台天平进行测力，精确获取全机气动力/力矩，避免了使用单一天平进行尾撑或腹撑等形式对模型造成的破坏。

技术领域

本发明涉及一种双天平全机测力系统和测力方法，具体涉及一种用于民机支撑干扰修正的双天平全机测力系统和测力方法，属于空气动力学风洞试验技术领域。

背景技术

支撑干扰指的是风洞试验中支撑的存在对模型所产生的空气动力影响，选择合适的支撑形式是保证风洞试验数据准确性的关键。对于民机试验，国内外风洞主支撑形式主要有：Z-Sting、垂尾支撑、直尾支和斜尾支等。

近年，国外主流的两米量级亚跨声速风洞已建立了翼下双支杆支撑试验技术。双支杆支撑通过连接在机翼外侧的两个连接臂进行支撑，双支杆与机翼通过一段翼型叶片连接，机翼当地变形较小。双支杆试验系统对机身后体的绕流干扰很小，除了与其他支撑方式组合，进行支撑干扰修正外，同时由于双支杆支撑系统不会对模型尾部破坏，双支杆试验系统还可以进行后机身和尾翼的精确测量试验。目前国外2米量级风洞已经逐步建立双支杆试验系统并进行了试验应用。

一般来说，上述双支杆系统本身是不能测力的，然而通过在双支杆内部设置六分量天平，便可以直接获取全机模型气动力，从而拓展了双支杆系统的功能范围。但由于空间的限制，双支杆系统一般不易配置六分量天平，并且一般只在两米量级以上的风洞才考虑六分量天平的使用，从目前的资料看，尚未有1.2米量级风洞应用双支杆系统进行双天平测力的证据。

由于测力系统的结构限制，致使六分量天平在2米量级以下风洞试验中的应用，一直以来都是本领域技术人员亟待解决的瓶颈问题。

发明内容

在下文中给出了关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。

鉴于此，本发明设计了一种用于民机支撑干扰修正的双天平全机测力系统及方法，解决的主要问题就是在1.2米量级风洞进行双支杆系统双天平测力，开发出适合双天平测力的元件形式，以获得精确、高效的支撑干扰修正数据，从而打破2米量级风洞才能使用双支杆双天平技术局限。

一种用于民机支撑干扰修正的双天平全机测力系统，包括两台对称设置的六分量天平、双支杆机构和增强型机翼，其中，增强型机翼为试验模型的一部分，增强型机翼通过机翼连接段与天平罩连接，天平罩内部安装六分量天平，天平前锥锥度为1:5，并采用螺钉拉紧天平前锥和天平罩，天平后锥锥度为1:10，并通过顶丝与天平后锥上开设的V型环槽共同作用，实现天平后锥与双支杆机构的拉紧和退出；两个双支杆机构后端通过尾架连接在一起，尾架直接与风洞支架连接，在尾架上设置有用于防止气流分离的尖劈角块。

进一步地：所述六分量天平采用杆式结构，且其最大外径为30mm，六分量天平包括中间体，中间体通过安装于其两侧的矩形元件与天平前锥及天平后锥连接为一体，中间体内部设置阻力元件，阻力元件采用反对称T型梁结构，且其阻力支撑梁采用等强度设计，阻力支撑梁为锥形结构，锥形结构对称母线夹角α＝12°，矩形元件设计成大纵横比为3.5:1的单柱梁截面。

进一步地：所述双支杆机构采用等强度梁设计，双支杆机构截面采用大纵横比为3.5:1的截面形式。

进一步地：所述天平罩的前端安装有整流罩。