[发明专利]一种用于高速风洞的智能假支杆装置

说明书

本发明公开了一种用于高速风洞的智能假支杆装置。该装置包括位移传感器、传动机构和驱动器，连接位移传感器、传动机构和驱动器的测控线缆，以及控制位移传感器、传动机构和驱动器的子系统；位移传感器安装在假尾支杆的头部，监测假尾支杆与模型之间的间隙；传动机构和驱动器安装在直接头的内腔，驱动器驱动传动机构带动假尾支杆相对模型的运动；子系统与高速风洞的测控系统连接，并与高速风洞的测控系统共用一台计算机。该装置可以实现假尾支杆相对模型的跟随运动，避免模型与假尾支杆发生碰撞，获得更大迎角下的更准确的尾支撑干扰量；还可以控制假尾支杆按照指令运动，改变假尾支杆与模型之间的间隙，研究间隙大小对支撑干扰量的影响。

技术领域

本发明属于高速风洞试验技术领域，具体涉及一种用于高速风洞的智能假支杆装置。

背景技术

高速风洞试验中，支撑干扰是一个由来已久的问题，为了通过试验手段获得准确可靠的支撑干扰数据，需进行专门的支撑干扰风洞试验。支撑干扰风洞试验需设计一套辅助支撑装置和一套假支杆。

通常情况下，高速风洞中尾支撑的支撑干扰最小，因此高速风洞中的主支撑形式一般是尾支撑。尾支撑的支撑干扰试验装置使用的辅助支撑有腹部叶片支撑、条带支撑、翼尖双支撑、垂尾支撑等，其中条带支撑带来的二次干扰相对较小，但模型和天平设计复杂，可用迎角范围不大；翼尖双支撑结构形式相比尾支撑变化很大，模型受载后变形量也不一样，且双支撑对于中小展弦比的模型不适用。因此，尾支撑的支撑干扰试验装置通常采用腹部叶片支撑作为辅助支撑方式。

现有的尾支撑的支撑干扰试验装置中，模型通过天平与叶片支撑相连，叶片支撑与风洞弯刀机构相连，假尾支杆与直接头相连，直接头与风洞弯刀机构相连，假尾支杆伸入模型尾部空腔但不与模型接触，假尾支杆头部与模型之间存在间隙，通过有/无假尾支杆测力试验得到假尾支杆的影响量，即尾支撑干扰量。为了让假尾支杆的尾支撑干扰量与真尾支杆的尾支撑干扰量相同，一方面需要满足假尾支杆与真尾支杆外露的外形保持一致，另一方面，尾支杆与模型的相对位置关系也应该保持一致。但是，在现有试验技术条件下，模型与尾支杆的相对位置关系无法完全保持一致，其原因在于，常规尾支撑测力风洞试验时，在模型受到较大的气动载荷时尾支杆会产生较大的弹性形变；而尾支撑的支撑干扰试验时，模型受到气动载荷仅能使天平和辅助支撑系统发生较大的弹性变形，假尾支杆受到的气动载荷与模型相比要小很多，因此，假尾支杆的弹性变形也较小，故假尾支杆相对模型的位置关系与常规风洞试验的真尾支杆相对模型的位置关系不同，假尾支杆并没有准确模拟真尾支杆对模型的干扰，当模型迎角逐渐增大时气动载荷也逐渐增大，最终导致模型与假尾支杆发生碰撞，所以，现有的尾支撑的支撑干扰试验只能在小迎角范围内进行。

当前，亟需发展一种适用于高速风洞的尾支撑干扰试验的智能假支杆装置。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种用于高速风洞的智能假支杆装置。

本发明的用于高速风洞的智能假支杆装置，模型通过天平与叶片支撑相连，叶片支撑与风洞弯刀机构相连，假尾支杆与直接头相连，直接头与风洞弯刀机构相连，其特点是，所述的智能假支杆装置包括位移传感器、传动机构和驱动器，连接位移传感器、传动机构和驱动器的测控线缆以及控制位移传感器、传动机构和驱动器的子系统；位移传感器安装在假尾支杆的头部，实时监测假尾支杆与模型之间的间隙；传动机构和驱动器安装在直接头的内腔，驱动器驱动传动机构带动假尾支杆进行相对模型的运动；子系统与高速风洞的测控系统连接，并与高速风洞的测控系统共用一台计算机。

进一步地，所述的位移传感器阵列排列，位移传感器为光学传感器或者电磁电感传感器。

进一步地，所述的传动机构为多连杆传动机构、齿轮传动机构、滑轨滑块传动机构或者柔性铰链传动机构。

进一步地，所述的驱动器为电机、液压油缸或者压电陶瓷。

进一步地，所述的测控系统采用一台计算机作为终端，接收位移传感器信号、控制驱动器、进行高速风洞控制和试验数据采集。