[发明专利]一种风洞试验的尾撑装置支杆与杆式天平联结结构

说明书

本发明适用于风洞试验技术领域，尤其是涉及一种风洞试验的尾撑装置支杆与杆式天平联结结构，包括天平联结端、支杆联结端、锁紧环以及锁紧螺母，天平联结端与锁紧环止口定位，并且圆柱面连接，锁紧环与支杆联结端圆锥面连接，差动锁紧螺母分别与锁紧环和支杆联结端螺纹连接。本发明能够实现风洞试验中杆式天平在尾撑装置支杆上的准确定位，并且可以根据需要调整杆式天平的滚转角，解决了目前普遍采用的锥面+楔键联结方式导致的杆式天平在支杆上的滚转角无法调整的问题，提高了杆式天平与尾撑装置支杆联结的位置精度，特别是绕天平滚转方向的精度，从而更好地保证风洞测力试验数据的准确性和可靠性。

技术领域

本发明涉及风洞试验技术领域，尤其是涉及一种风洞试验的尾撑装置支杆与杆式天平联结结构。

背景技术

风洞试验作为空气动力学研究的三种基本手段之一，把按照相似准则制作的飞机等飞行器模型通过支撑装置固定在风洞试验段的内流场中，运用相对运动原理，使人工气流流过试验模型，通过各类传感器来测量气流对试验模型的影响，以了解飞机等飞行器的空气动力学特性。在风洞试验过程中，支撑装置能固定模型在风洞试验段内的位置和姿态，并能够按照约定的方式控制模型位置和姿态的变化，且模型位置和姿态的误差应控制在一定的精度范围内。试验模型的支撑方式主要包括尾撑、背撑和腹撑等，分别通过不同的模型支撑装置来实现。其中，尾撑是小展弦比飞机等飞行器风洞试验常用的支撑方式。

气动力天平（简称天平）是一种专门用于测量作用在风洞试验模型上空气动力载荷（包括力和力矩）的测量装置，杆式应变天平是尾撑试验常用的天平结构形式。

当开展模型尾撑测力风洞试验时，风洞的尾撑装置支杆前端安装有杆式应变天平，天平的前端再安装模型。天平安装于模型内部，模型不与尾撑装置支杆接触。风洞试验时，尾撑装置支杆通过天平带动试验模型实现模型位置和姿态的可控变化，试验模型的气动载荷通过杆式天平实时测量获得。

目前尾撑装置支杆与杆式天平的联结结构普遍采用锥面+楔键联结方式。采用这种方式联结时，杆式天平的外锥面与支杆的内锥面配合，通过沿联结处的径向打入楔键使得内外锥面轴向拉紧以保证联结牢固。采用这种方式的确能保证模型与天平的联结刚度和强度，但会带来杆式天平在支杆上的滚转角无法调整的问题。而现实情况下存在加工误差不可避免，这就会导致天平测量轴系与尾撑装置运动机构的坐标系之间在x轴线上存在一定的滚转角，天平轴系不能按要求调整至最佳工作状态。通常情况下，这个安装引起的滚转角影响通过修正计算来解决。但尾撑装置在气动载荷的作用下的弹性变形的非线性将使得修正变得十分复杂且难以准确获得，因而对模型气动载荷测量的准确性和可靠性产生不利影响。另外采用锥面配合，支杆和杆式天平配合锥面的加工精度要求高，两个面必须配作才能达到75%以上的接触面积，而如果接触面积偏低，联结刚度就会大大降低，试验过程中容易松动、抖动，从而也会对试验结果及安全造成不利影响。

发明内容

本发明的目的是提供一种风洞试验的尾撑装置支杆与杆式天平联结结构，能够实现杆式天平在尾撑装置支杆的准确定位，特别是杆式天平在滚转方向上能根据需要精确调整，从而保证了风洞测力试验数据的准确性和可靠性。

本发明的技术方案是：

一种风洞试验的尾撑装置支杆与杆式天平联结结构，包括天平联结端、支杆联结端、锁紧环以及锁紧螺母；

所述天平联结端为圆柱形；

所述锁紧环包括第一连接部和第二连接部；所述第一连接部上设置第一外螺纹；所述第二连接部包含内圆柱面和外圆锥面，并且在所述第二连接部轴向开设有开缝；所述内圆柱面与所述天平联结端圆柱面配合；

所述支杆联结端具有内圆锥面，所述内圆锥面与所述锁紧环的外圆锥面锥面配合；所述支杆联结端的端部设置第二外螺纹；

所述锁紧螺母上设置第一内螺纹部和第二内螺纹部，所述第一内螺纹部与所述锁紧环的第一连接部螺纹连接，所述第二内螺纹部与所述支杆联结端螺纹连接。