[发明专利]一种弹性机翼脉动压力试验模型及制造方法

说明书

一种弹性机翼脉动压力试验模型及制造方法，试验模型包括弹性的模型本体、至少一个盖片和至少一个压力传感器，模型本体设有多个条形凹槽，每个凹槽沿模型本体的长度方向延伸，且沿模型本体的宽度方向依次设置；每个凹槽内填充有硬质填充材料，至少一个压力传感器通过固定填料设于一个凹槽内填充的硬质填充材料内，每个压力传感器的表面被一个盖片覆盖，盖片上设有通孔，压力传感器的头部露出通孔。本发明的弹性机翼脉动压力试验模型，使用弹性模型进行脉动压力测量，考虑流固耦合效应的影响，得到的结果更接近真实飞行环境；模型本体填充硬质填充材料、小型传感器、盖片所提供的附加质量、附加刚度都很小，可以使试验结果更加准确。

技术领域

本发明属于航空航天测试技术领域，更具体地，涉及一种弹性机翼脉动压力试验模型及制造方法。

背景技术

脉动压力作为飞行器结构响应的激励源和产生气动噪声的根源，是飞行器空气动力学研究中的重要内容之一。脉动压力载荷研究在我国起始于上世纪60年代。相关风洞试验技术已成为成熟的研究手段，并逐步受到航空、航天型号设计的重视。目前通用的脉动压力测量技术是使用的是刚性缩尺模型在风洞中进行试验测量。模型要满足几何相似准则。测试元件为高精度、宽频响、快速响应动态压力传感器，采用头部与模型表面齐平的安装形式。脉动压力测量试验要求模型刚性。试验过程中模型不可能做到完全刚性，通常要求模型与支撑机构、支撑机构与风洞刀架之间的连接尽可能接近固支条件，支撑在风洞中的整个模型结构系统的固有频率要高于非定常压力载荷的上限。但对于实际飞行环境来说，如果机翼上的脉动压力频率与结构的低阶频率很接近，会发生流固耦合现象，此时的脉动压力环境与风洞中采用刚性模型测量得到的结果会有明显的差异，风洞试验结果用于载荷与噪声环境评估有着很大程度上的失真。

因此，需要一种弹性机翼脉动压力试验模型制造方法，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种弹性机翼脉动压力试验模型及制造方法，以解决风洞试验时模型因流固耦合现象导致载荷与噪声环境评估存在较大的失真的问题。

为了实现上述目的，本发明提供一种弹性机翼脉动压力试验模型，包括模型本体、至少一个盖片和至少一个压力传感器，所述模型本体设有多个条形凹槽，每个所述凹槽沿所述模型本体的长度方向延伸，且沿所述模型本体的宽度方向依次设置；每个所述凹槽内填充有硬质填充材料，至少一个所述压力传感器通过固定填料设于一个所述凹槽内填充的所述硬质填充材料内，每个所述压力传感器的表面被一个所述盖片覆盖，所述盖片上设有通孔，所述压力传感器的头部露出于所述通孔。

优选地，所述压力传感器为圆片式脉动压力传感器，所述凹槽的深度不小于所述压力传感器的厚度，所述凹槽的宽度不小于所述压力传感器的直径。

优选地，所述压力传感器的所述头部不超出所述模型本体的表面；和/或，

所述盖片的所述通孔的直径与所述压力传感器头部的直径之差不大于0.1mm。

优选地，所述盖片的厚度为0.2-0.5mm，且所述盖片连接于所述硬质填充材料，至少覆盖于所述压力传感器所在的区域，且不超出所述凹槽的范围。

优选地，所述硬质填充材料为硬质泡沫，所述盖片的材质为金属，所述固定填料为软质填料。

优选地，设有所述至少一个压力传感器的所述凹槽的至少一端设有信号线孔，所述压力传感器的信号线穿出所述信号线孔。

本发明还提供一种上述的弹性机翼脉动压力试验模型的制造方法，包括：

步骤1、根据真实机翼结构的一阶频率，计算获取所述试验模型的一阶频率；

步骤2、选定模型材料通过三维建模形成模拟模型，在模拟模型上开设所述凹槽，调整所述凹槽的数量及位置使所述模拟模型的固有频率与所述试验模型的一阶频率相同；