CN101832851A - 风洞模型气浮测力装置 - Google Patents
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Abstract
本发明为风洞模型气浮测力装置,主要涉及采用气浮支撑对风洞试验模型测力的装置。为了解决现有测力技术、常规测力元件不能“既要求具有较大的气动力升力,又要求具有较小的气动力阻力,同时又要求对阻力进行高精度测量”的问题,本发明技术方案为由多分量测力天平、模型支杆、整流罩、开槽沉头螺钉、精密气浮导轨、内六角螺钉、传感器固定座、测力消扰杆、高精度轴向拉压传感器、传感器连接杆、精密气浮导轨固定座、内六角固定螺钉、内六角防松螺钉、双向紧固螺母、模型变角度***、供气泵组成,风洞模型被浮起,可实现风洞模型迎角和侧滑角变换的气浮测力试验,在升力与阻力比值较大、升力对阻力测量干扰较大时,静动态的高精度测量。
Description
一、技术领域
本发明涉及风洞模型气浮测力装置,主要是采用气浮支撑对风洞试验模型测力的装置。
二、背景技术
测力是风洞试验中最基本的试验项目。常规测力元件是应变杆式天平,测力元件与支杆连接后,再与风洞模型连接,由测力元件产生变形直接对风洞模型测量。测力元件应变与外力大小成正比。目前,现有的测力元件本身的技术和材料特性,对于既要求具有较大的气动力升力,又要求具有较小的气动力阻力,同时又要求对阻力进行高精度测量时,传统的测力方法实现起来难度较大,精度满足不了要求。这时需要我们探索新的测力技术。
三、发明内容
为了解决现有测力技术、常规测力元件不能满足“既要求具有较大的气动力升力,又要求具有较小的气动力阻力,同时又要求对阻力进行高精度测量”要求的问题,在风洞模型升力和阻力比值较大时,实现阻力的高精度、高灵敏度测量,本发明给出一种采用气浮支撑的测力装置,实现风洞模型在升力与阻力比值较大时阻力的高精度测量。本发明的技术方案如下:
风洞模型气浮测力装置,由多分量测力天平、模型支杆、整流罩、开槽沉头螺钉、精密气浮导轨、内六角螺钉、传感器固定座、测力消扰杆、高精度轴向拉压传感器、传感器连接杆、精密气浮导轨固定座、内六角固定螺钉、内六角防松螺钉、双向紧固螺母、模型变角度***、供气泵组成,精密气浮导轨安装在模型变角度***上,精密气浮导轨一端安装测力消扰杆,测力消扰杆与高精度轴向拉压传感器连接,精密气浮导轨另一端安装模型支杆,多分量测力天平安装在模型支杆上,风洞模型与多分量测力天平连接,多分量测力天平的天平校准中心安置在高精度轴向拉压传感器上。
风洞模型气浮测力装置,精密气浮导轨与模型变角度***螺钉连接。
本发明风洞模型气浮测力装置,通过气浮测力装置供气泵向精密气浮导轨提供洁净压缩空气,当精密气浮导轨通气时,安装在模型变角度***上的精密气浮导轨被浮起;同时,与精密气浮导轨连接的测力消扰杆、模型支杆也随着被浮起;与测力消扰杆连接的高精度轴向拉压传感器、安装在模型支杆上的多分量测力天平、安装在多分量测力天平的风洞模型,也随着被浮起。
本发明风洞模型气浮测力装置,通过把精密气浮导轨固装在模型变角度***上,能够在迎角α为-4°~+30°、在侧滑角β为±30°,实现对静态和动态风洞模型进行高精度的测量。实现了在升力与阻力比值较大、升力对阻力测量的干扰较大时,提供准确测量,特别是高精度测量。
本发明风洞模型气浮测力装置,将承载物浮起进行多分量气动力测量,力求形成刚性气膜,以支承负载。配备精密气浮导轨设备产生的气膜刚性强,试验应用范围较为广泛。一般气体摩擦阻尼力较小,数量级约为10-4N,利用这一优越性采用精密气浮导轨装置将风洞模型及支杆浮起,实现风洞模型在升力与阻力比值较大时对阻力的高精度测量。
四、附图说明
图1是风洞模型气浮测力装置的结构示意图,图2是精密气浮导轨与模型变角度***连接的结构示意图。
其中,1是多分量测力天平、2是模型支杆、3是整流罩、4是开槽沉头螺钉、5是精密气浮导轨、6是内六角螺钉、7是传感器固定座、8是测力消扰杆、9是高精度轴向拉压传感器、10是传感器连接杆、11是精密气浮导轨固定座、12是内六角固定螺钉、13是内六角防松螺钉、14是双向紧固螺母、15是风洞天平校准中心、16是安全阀门、17是空气净化器、18是冷冻式干燥机、19是气浮测力装置供气泵,20是风洞模型变角度***。
五、具体实施方式
结合附图1、附图2给出具体实施方式,通过本实施方式的描述,对本发明的技术方案做进一步的说明。
风洞模型气浮测力装置,由多分量测力天平[1]、模型支杆[2]、整流罩[3]、开槽沉头螺钉[4]、精密气浮导轨[5]、内六角螺钉[6]、传感器固定座[7]、测力消扰杆[8]、高精度轴向拉压传感器[9]、传感器连接杆[10]、精密气浮导轨固定座[11]、内六角固定螺钉[12]、内六角防松螺钉[13]、双向紧固螺母[14]、模型变角度***[20]、供气泵[19]组成,精密气浮导轨[5]安装在模型变角度***[20]上,精密气浮导轨[5]一端安装测力消扰杆[8],测力消扰杆[8]与高精度轴向拉压传感器[9]连接,精密气浮导轨[5]另一端安装模型支杆[2],多分量测力天平[1]安装在模型支杆[2]上,风洞模型与多分量测力天平[1]连接,多分量测力天平[1]的天平校准中心[15]安置在高精度轴向拉压传感器[9]上。
风洞模型气浮测力装置,精密气浮导轨[5]与模型变角度***[20]螺钉连接。
本实施方式采用五分量测力天平[1]与模型支杆[2]连接后与精密气浮导轨[5]连接。高精度轴向拉压传感器[9]与测力消扰杆[8]及传感器连接杆[10]连接一体后与传感器固定座[7]连接。
由风洞模型气浮测力装置供气泵[19]向精密气浮导轨[5]提供洁净压缩空气。当向精密气浮导轨[5]通气时,精密气浮导轨[5]与模型支杆[2]及五分量测力天平[1]同时被浮起。试验时,只将风洞模型的轴向力通过精密气浮导轨[5]传给高精度轴向拉压传感器[9],其它5个单元力被抵消掉。调节风洞模型气浮测力装置供气泵[19]的供气压力到0.7Mpa,使风洞模型浮起。在不同的阻力测量载荷下,可根据需要变换合适的高精度轴向拉压传感器[9],使阻力测量精度更高。试验时,将风洞模型安装在五分量测力天平[1]上,与风洞模型气浮测力装置连接实现六分量气动力测量。
高精度轴向拉压传感器[9]可测量最大升力载荷50KG,阻力测量载荷范围0-100KG(可根据试验时载荷的不同变换);
风洞模型气浮测力装置可实现风洞模型迎角α变换范围为-4°~+30°,侧滑角β变换范围为±30°。
进行多分量气动力测量时,力求使它们在空气动力载荷的作用下,对各自欲测量分量的载荷敏感,产生相对敏感的变形,而对其它分量的载荷不敏感,不产生或产生尽量小的变形,实现结构上对力和力矩的机械分解或部份分解。利用压缩空气流过精密气浮导轨[5],将承载物浮起这一新型技术,形成刚性气膜,以支承负载。配备精密的气源设备,产生的气膜刚性强,应用范围较为广泛。一般气体摩擦阻尼力较小,数量级约为10-4N,利用这一优越性采用气浮装置将风洞模型及支杆浮起,实现风洞模型在升力与阻力比值较大时对阻力的高精度测量。
精密气浮导轨[5]用内六角螺钉[6]安装在精密气浮导轨固定座[11]上,整流罩[3]用开槽沉头螺钉[4]安装在精密气浮导轨[5]上,传感器固定座[7]用内六角螺钉[6]安装在精密气浮导轨[5]上。五分量测力天平[1]与模型支杆[2]连接后与精密气浮导轨[5]连接。高精度轴向拉压传感器[9]与测力消扰杆[8]及传感器连接杆[10]连接一体后与传感器固定座[7]连接。上述零件连成一体后安装在风洞模型变角度***[20]上,由气浮测力装置供气泵[19]提供洁净压缩空气。
Claims (2)
1.风洞模型气浮测力装置,由多分量测力天平[1]、模型支杆[2]、整流罩[3]、开槽沉头螺钉[4]、精密气浮导轨[5]、内六角螺钉[6]、传感器固定座[7]、测力消扰杆[8]、高精度轴向拉压传感器[9]、传感器连接杆[10]、精密气浮导轨固定座[11]、内六角固定螺钉[12]、内六角防松螺钉[13]、双向紧固螺母[14]、模型变角度***[20]、供气泵[19]组成,其特征是:精密气浮导轨[5]安装在模型变角度***[20]上,精密气浮导轨[5]一端安装测力消扰杆[8],测力消扰杆[8]与高精度轴向拉压传感器[9]连接,精密气浮导轨[5]另一端安装模型支杆[2],多分量测力天平[1]安装在模型支杆[2]上,风洞模型与多分量测力天平[1]连接,多分量测力天平[1]的天平校准中心[15]安置在高精度轴向拉压传感器[9]上。
2.根据权利要求1风洞模型气浮测力装置,其特征是:精密气浮导轨[5]与模型变角度***[20]螺钉连接。
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GR01 | Patent grant | ||
C17 | Cessation of patent right | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20120530 Termination date: 20130531 |