[发明专利]一种激波风洞推力测量试验装置

说明书

本发明公开了一种激波风洞推力测量试验装置，包括支撑座、天平、模型天平转接件、整流罩以及加速度计。支撑座、天平、模型天平转接件由下至上依次设置，整流罩固定安装在支撑座上，并围设在天平和模型天平转接件外侧，且整流罩内壁不与天平和模型天平转接件相接触。加速度计安装于天平上。本发明提供的激波风洞推力测量装置，使用两个天平组合测量作用在模型上的推力，通过调整两个天平之前的距离，可适应不同长度模型推力测量的要求，天平的适应性较好，节约了天平的制作成本，通过加速度计对测量信号进行补偿，满足了激波风洞极短有效试验时间的测量需求。

技术领域

本发明属于空气动力试验技术领域，涉及一种激波风洞推力测量试验装置。

背景技术

在燃烧冲压发动机的研制中，发动机推力的优化是研究者关注的重点。因此，在地面试验设备中进行发动机推力的测量是超燃冲压发动机研究中的一个重要方向。在脉冲型激波风洞中开展超燃冲压发动机推力测量试验是获得高马赫数超燃冲压发动机推力的一个重要手段。澳大利亚昆士兰大学T4激波风洞均开展了应力波天平超燃冲压发动机推力测量试验，日本HIEST自由活塞激波风洞上使用加速度计自由飞测力试验技术进行了超燃冲压发动机推力的测量试验。

但采用应力波天平和加速度计自由飞测量试验均需要将模型悬挂安装在试验段壁面上，当试验模型较大时，悬挂安装方式对试验段的强度具有较高的要求。

此外，真实飞行器在飞行时，飞行器表面的温度在高速气流的作用下迅速升高，为了测量模型避免的温度对气动力测量结果的影响，需要对模型进行预加热。当对模型加热时，采用内式天平的时候，天平的敏感元件将置于模型的温度场之内，在温度效应下，将影响气动力测量结果。

发明内容

针对现有发动机推力测量技术中，悬挂安装方式对试验段强度要求高且燃烧室高温影响天平测量准确度的问题，本发明的目的在于提供一种激波风洞推力测量试验装置，该试验装置可直接安装模型，且天平置于发动机燃烧室外面，可有效避免燃烧室高温对天平测量结果的影响，能够在毫秒量级实现对超过3m量级的试验模型推力的精确测量。

为达到上述目的，本发明提供的一种激波风洞推力测量试验装置，包括支撑座、天平、模型天平转接件、整流罩以及加速度计；

所述支撑座包括底板和两个固定设置于底板上的天平安装座，每个天平安装座上安装一组天平；

所述天平包括上连接板、下连接板、若干支撑柱、两组敏感梁以及敏感元件，所述支撑柱的上端部、下端部分别通过弹性铰链与上连接板、下连接板相连接；两组敏感梁沿天平长度方向对称设置在上连接板、下连接板之间的两侧，敏感梁包括立柱Ⅰ、立柱Ⅱ以及力敏梁，立柱Ⅰ、立柱Ⅱ固定设置在上连接板与下连接板之间，所述力敏梁的左端部、右端部分别通过弹性铰链与立柱Ⅰ、立柱Ⅱ相连接；对应每根力敏梁安装一个加速度计，用于对天平的测量信号进行补偿；所述敏感元件粘贴在力敏梁上，用于测量力敏梁的变形，从而测量作用在模型表面的气动力；

所述模型天平转接件与天平的上连接板固定连接，天平通过模型天平转接件与模型进行连接；

所述整流罩固定安装在支撑座上，并围设在天平和模型天平转接件外侧，且整流罩内壁不与天平和模型天平转接件相接触。

上述激波风洞推力测量试验装置，该试验装置还包括角度楔块，所述角度楔块安装于模型与模型天平转接件之间。当需要在有攻角情况下测量模型上的气动力时，通过该角度楔块即可实现。

上述激波风洞推力测量试验装置，所述模型天平转接件主要作为天平和模型之间的连接件，通过该模型天平转接件将模型安装于该试验装置上，如此即无需将模型悬挂安装在试验段壁面上。在满足模型天平转接件前述作用的基础上，对于模型天平转接件的具体结果并没有特殊的限制，可以采用本领域中常规的连接件设计结构。在本发明中，优选模型天平转接件呈横、纵截面均为工字型的结构，该结构连接稳定性更强。