CN102494866A - 一种骨架型风洞试验模型支撑构件 - Google Patents

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师建元
陈德华
易凡
范长海
毛代勇
薛江平
龙秀虹
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Abstract

本发明属于空气动力学风洞试验技术领域，它提供了一种骨架型风洞试验模型支撑构件。本发明的支撑构件由中部支架、左支板、右支板、下连接座组成一种扇形骨架型支撑结构，中间有泄流槽，左右有泄流孔，迎风面有迎气流尖角；在风洞试验时，气流可以从骨架内通过，减小支撑装置对气流的堵塞。本发明的支撑构件能够解决风洞进行模型横航向试验时，试验模型支撑构件对气流堵塞影响较大的问题以及支撑构件在高速气动力作用下刚度不足的问题。

Description

一种骨架型风洞试验模型支撑构件
技术领域
本发明属于空气动力学风洞试验技术领域，具体涉及一种骨架型风洞试验模型支撑构件，用于风洞试验模型的支撑和姿态角的调整。
背景技术
风洞试验模型支撑构件在风洞中主要起支撑试验模型和改变模型姿态角(俯仰方向角和侧滑方向角)的作用。在风洞试验过程中，试验模型安装固定在支撑构件上，通过改变支撑构件的状态来实现模型姿态角的改变，从而获得试验模型在风洞中不同模型姿态角状态下的试验数据。风洞试验模型支撑构件为钢制结构，为了保证支撑构件的安全性和模型姿态角的准确性，支撑构件必须具有足够的刚度和强度。一般来讲，支撑构件刚度越大，则体积越大，对风洞流场的堵塞影响也越大。
现有国内高速风洞试验模型支撑构件大都采用一种扇形实体刀板的支撑结构。扇形实体刀板的支撑结构在风洞试验模型支撑构件作俯仰运动时，由于迎风面积较小，对风洞气流的堵塞影响并不大，而且刚度也能保证；但是当风洞进行模型横航向试验时，试验模型支撑构件将作侧滑方向旋转运动，这时实体刀板将斜置于风洞气流中，迎风面积大大增加，对气流堵塞影响较大，对流场造成的影响比较严重，且在高速气动力的作用下，实体刀板的支撑变形很大，刚度严重不足。在现有风洞试验模型支撑构件采用的实体刀板结构基础上，要想提高支撑构件的刚度，就需要增加支撑构件的厚度，必然导致支撑构件体积增大，引起风洞流场的堵塞度增加。
然而，随着风洞试验工作的深入开展，需要对飞行器横航向气动特性进行精细化研究，这就要求风洞试验过程中风洞试验模型支撑构件在作侧滑方向旋转运动时，对风洞内流场的堵塞影响尽可能的小。因此，需要设计一种新型的风洞试验模型支撑构件，在保证支撑构件自身刚度要求的同时，减小支撑构件在风洞内的堵塞度，减弱支撑构件对风洞流场的影响，有效降低风洞试验模型测试数据的误差量。
发明内容
针对国内高速风洞试验模型传统的支撑构件作侧滑方向旋转运动时，迎风面积会大大增加，对风洞流场的堵塞影响较大，且在高速气动力的作用下，传统支撑构件实体刀板的支撑变形很大，刚度严重不足，但仅靠增加支撑构件实体刀板厚度来提高支撑刚度，又会引起风洞气流堵塞进一步增加，必将导致支撑构件对风洞流场干扰加大的问题，本发明提供了一种用于高速风洞试验的骨架型风试验模型支撑构件，它能够很好地解决风洞进行变侧滑方向角试验时，支撑构件对风洞气流堵塞影响较大的问题以及支撑构件在高速气动力载荷下刚度不足的问题。
本发明的骨架型风洞试验模型支撑构件由中部支架、左支板、右支板、下连接座组成，中部支架的左右两边分别设置有上泄流孔；左支板和右支板分别与中部支架连接，左支板和右支板上分别设置有下泄流孔；下连接座将左支板与右支板连接为一体，下连接座上设置有一驱动连接孔。
所述支撑构件的泄流孔为对称分布。
本发明的骨架型风洞试验模型支撑构件，该支撑构件由中部支架、左支板、右支板、下连接座组成一种扇形骨架型支撑结构，中间有泄流槽，左右有泄流孔，迎风面有迎气流尖角；在风洞试验时，气流可以从骨架内通过，减小支撑构件对气流的堵塞。
     本发明在使用中取得的有益效果是：
一是提高了风洞试验模型支撑构件的承载能力和支撑刚度。本支撑构件的骨架型结构能够降低气流对支撑构件的冲击和气动载荷，减小支撑构件的变形，提高支撑构件的承载能力。 
二是减小了风洞试验模型支撑构件在试验过程中对风洞流场的堵塞影响。支撑构件主体通过增加泄流槽和泄流孔加大了气流的流通面积，能够有效减小对风洞气流的堵塞，特别是当风洞试验模型支撑构件作侧滑方向旋转运动时，气流也能顺畅的通过支持构件，大大减小了支撑构件对风洞流场的堵塞干扰。
三是降低了风洞试验模型支撑构件的设计重量。采用骨架型结构能够降低支撑构件的自重，从而有效减小设备的负荷。
四本发明采用组合式结构，有利于设备加工和降低制造成本。
附图说明
图１是本发明的骨架型风洞试验模型支撑构件结构示意图；
图２是本发明的骨架型风洞试验模型支撑构件主视图；
图3是本发明的骨架型风洞试验模型支撑构件侧视图；
图4是本发明的骨架型风洞试验模型支撑构件中的A-A剖视图；
图中，1.中部支架     2.左支板     3.右支板    4.下连接座。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步说明。
如图1、图2、图3、图4所示，本发明的骨架型风洞试验模型支撑构件由中部支架1、左支板2、右支板3、下连接座4组成一体，置于风洞流场中，迎气流端面做成尖角型，在驱动机构作用下该支撑构件可以作上下俯仰运动和水平侧滑方向旋转运动。中部支架1上左右对称设置有两个上泄流孔；左支板2和右支板3分别与中部支架1连接，在左支板2和右支板3上对称设置两个下泄流孔；下连接座4将左支板2与右支板3连接为一体，下连接座4上设置有一驱动连接孔。本发明的支撑构件具有的特征是：支撑构件上设置有上泄流孔、下泄流孔、泄流槽、迎气流尖角，其中上泄流孔与下泄流孔为左右对称结构。本发明的支撑构件在模型作水平侧滑方向旋转运动时，一个骨架式弯刀构件置于风洞流场中，气流可以顺畅地经中间泄流槽、上泄流孔以及下泄流孔通过。针对本实施例，支撑构件侧滑角分别为0°，5°，8°，10°，12时，对应的最大堵塞度为4.31%，4.33%，4.35%，4.38%，4.41%，小于高速风洞试验现有支撑构件6%的堵塞度。
采用本发明的骨架型风洞试验模型支撑构件，能够在保证支撑构件刚度的情况下，通过开孔、开槽可以降低堵塞度，满足风洞试验要求。 

Claims (2)

1.一种骨架型风洞试验模型支撑构件，其特征在于：所述的支撑构件由中部支架（1）、左支板（2）、右支板（3）、下连接座（4）组成，中部支架（1）的左右两边分别设置有上泄流孔；左支板（2）和右支板（3）分别与中部支架（1）连接，左支板（2）和右支板（3）上分别设置有下泄流孔；下连接座（4）将左支板（2）与右支板（3）连接为一体，下连接座（4）上设置有一驱动连接孔。
2.根据权利要求1所述的骨架型风洞试验模型支撑构件，其特征是：所述支撑构件的泄流孔为对称分布。
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