CN103389198B - 一种用于高超声速风洞滚转动态试验的测量装置 - Google Patents

一种用于高超声速风洞滚转动态试验的测量装置 Download PDF

Info

Publication number
CN103389198B
CN103389198B CN201310306914.6A CN201310306914A CN103389198B CN 103389198 B CN103389198 B CN 103389198B CN 201310306914 A CN201310306914 A CN 201310306914A CN 103389198 B CN103389198 B CN 103389198B
Authority
CN
China
Prior art keywords
linear bearing
rolling
elastic hinge
test specimen
measurement mechanism
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201310306914.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103389198A (zh
Inventor
高清
付天厚
李潜
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China Academy of Aerospace Aerodynamics CAAA
Original Assignee
China Academy of Aerospace Aerodynamics CAAA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China Academy of Aerospace Aerodynamics CAAA filed Critical China Academy of Aerospace Aerodynamics CAAA
Priority to CN201310306914.6A priority Critical patent/CN103389198B/zh
Publication of CN103389198A publication Critical patent/CN103389198A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103389198B publication Critical patent/CN103389198B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Abstract

一种用于高超声速风洞滚转动态试验的测量装置，包括弹性铰链、直线轴承内轴、滚转直线轴承、挡圈、垫片、固定装置和应变片。本发明试验装置机构结构简单，采用直线轴承和弹性铰链组合的方式，直线轴承用于限制试件沿径向的运动和气动载荷，使试件仅产生沿轴向的滚转运动，同时滚珠可以沿轴向小位移运动，该运动可以更好地抵抗轴向载荷；弹性铰链，可精确测量试件的滚转运动（精确到1/60度），又由于直线轴承抵抗了大部分的轴向和径向的气动载荷，弹性铰链的固定梁可以设计得比较薄，有利于降低试件和测量装置系统的运动频率，更好地满足高超声速试件低运动频率的要求。

Description

一种用于高超声速风洞滚转动态试验的测量装置
技术领域
本发明涉及一种用于高超声速风洞滚转动态试验的测量装置。
背景技术
早期国内的高超声速滚转振动动态天平方面存在空白。原因是以往的我国的动态研究主要集中于低速，对于高超声速动态的研究，虽然理论和计算等工作已经开展，但还未到动态试验的地步。
后来虽然出现了可用于高超声速的滚转振动动态天平，但是为了抵抗高超声速流场中较大的气动冲击载荷，天平梁通常设计得比较厚，使得试件天平系统的运动频率较大，不能满足高超声速试件低运动频率模拟的需要。
发明内容
本发明的技术解决问题：克服现有技术的不足，采用直线轴承和弹性铰链组合的方式，直线轴承用于限制试件沿径向的运动和气动载荷，使试件仅产生沿轴向的滚转运动，同时滚珠可以沿轴向小位移运动，该运动可以更好地抵抗轴向载荷，弹性铰链，结构形式类似于目前动态试验中使用的滚转天平，可以测量试件运动过程中滚转角的微小变化，由于直线轴承抵抗了大部分的轴向和径向的气动载荷，弹性铰的固定梁可以设计得比较薄，有利于降低试件和测量装置系统的运动频率，更好地满足高超声速试件低运动频率的要求。
本发明的独特之处在于两个方面：一是，首次将直线轴承和弹性铰链系统结合用于动态滚转试验，这一设计综合了两者的优点，最大程度克服了滚转试验中（尤其是高超声速试验中，因为在高超声速，滚转方向的阻尼远小于另外两个方向）的俯仰和偏航方向的干扰；二是，本发明装置，可以通过调节弹性铰链外围活动应变梁的数量和厚度等，来改变试验的减缩频率，从而适用于更广阔范围的飞行条件的模拟。同时该装置可以重复多次使用。
本发明的技术解决方案：
一种用于高超声速风洞滚转动态试验的测量装置，包括弹性铰链、直线轴承内轴、滚转直线轴承、挡圈、垫片、固定装置和应变片；
滚转直线轴承套在直线轴承内轴上，弹性铰链将滚转直线轴承和直线轴承内轴均套在弹性铰链之中，弹性铰链的外侧连接试件，内侧与直线轴承内轴和滚转直线轴承的外圈固定连接，直线轴承内轴为固定姿态的中空轴，信号引线置于该中空轴之中，连接到弹性铰链的应变片上，挡圈将滚转直线轴承轴向限位。
垫片套在直线轴承内轴上且固定装置将垫片与直线轴承内轴的相对位置固定，垫片的外缘置于弹性铰链内侧的限位槽中，用于限制试件的滚转角度。
所述固定装置为螺母。
所述弹性铰链包括四个固定应变梁和四个活动应变梁，所述应变片贴在所述固定应变梁上。
通过改变所述活动应变梁的厚度调整所述用于高超声速风洞滚转动态试验的测量装置的滚动运动频率。
本发明的优点在于：
1.本发明试验装置机构结构简单，采用直线轴承和弹性铰链组合的方式，直线轴承用于限制试件沿径向的运动和气动载荷，使试件仅产生沿轴向的滚转运动，同时滚珠可以沿轴向小位移运动，该运动可以更好地抵抗轴向载荷，弹性铰链，结构形式类似于目前动态试验中使用的滚转天平，可精确测量试件的滚转运动（精确到1/60度），又由于直线轴承抵抗了大部分的轴向和径向的气动载荷，弹性铰的固定梁可以设计得比较薄，有利于降低试件和测量装置系统的运动频率，更好地满足高超声速试件低运动频率的要求。
2.外层除固定的应变梁外，在与每个固定应变梁45°方向，布置活动应变梁。活动应变梁材料和厚度可以改变，从而可以调节试件的固有频率，使试验适用于和更广的飞行范围。
3.本发明的试验机构与试件相连，可以有效传输试验系统的自由振荡信号，间隙对试验结果的影响可忽略。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
具体实施方式
如图1所示，本发明提供了一种用于高超声速风洞滚转动态试验的测量装置，包括弹性铰链2、直线轴承内轴3、滚转直线轴承4、挡圈5、垫片6、固定装置7和应变片8；固定装置为螺母。
滚转直线轴承4套在直线轴承内轴3上，弹性铰链2将滚转直线轴承4和直线轴承内轴3均套在弹性铰链2之中，弹性铰链2的外侧连接试件1，内侧与直线轴承内轴3和滚转直线轴承4的外圈固定连接，直线轴承内轴3为固定姿态的中空轴，信号引线置于该中空轴之中，连接到弹性铰链2的应变片上，挡圈5将滚转直线轴承4轴向限位。
弹性铰链2的作用是可精确测量时间的滚转运动（精确到1/60度），直线轴承4可使试件的径向力和轴向力卸载，消除这两个方向对滚转方向的干扰，从而可获取更高精度的滚转气动阻尼的试验结果。
垫片6套在直线轴承内轴3上且固定装置7将垫片6与直线轴承内轴3的相对位置固定，垫片6的外缘置于弹性铰链2内侧的限位槽中，用于限制试件1的滚转角度。
弹性铰链2包括四个固定应变梁和四个活动应变梁，所述应变片贴在所述固定应变梁上。所述固定梁，成间距90°的等角度分布。在与每个固定梁45°方向，布置活动应变梁。活动应变梁的材料和厚度可以改变，从而可以调节试件的滚转运动频率，使试验适用于和更广的飞行范围。
一种用于高超声速风洞滚转动态试验的测量装置的使用过程如下：
试验前可以通过更换活动应变梁的厚度、材料，改变系统的固有频率，从而可以更广泛地和更贴切模拟试件滚转运动频率。确定活动梁厚度和材料后将整套试验装置安装在高超声速试件内部。通过支杆传递自由振荡，然后经过该滚转直线轴承弹性铰装置传递给试件，同时进行测量和数据采集工作。
本发明试验装置机构结构简单，采用直线轴承和弹性铰链组合的方式，直线轴承用于限制试件沿径向的运动和气动载荷，使试件仅产生沿轴向的滚转运动，同时滚珠可以沿轴向小位移运动，该运动可以更好地抵抗轴向载荷，弹性铰链，可精确测量试件的滚转运动（精确到1/60度），又由于直线轴承抵抗了大部分的轴向和径向的气动载荷，弹性铰的固定梁可以设计得比较薄，有利于降低试件和测量装置系统的运动频率，更好地满足高超声速试件低运动频率的要求。

Claims (4)

1.一种用于高超声速风洞滚转动态试验的测量装置，其特征在于：包括弹性铰链(2)、直线轴承内轴(3)、滚转直线轴承(4)、挡圈(5)、垫片(6)、固定装置(7)和应变片(8)；
滚转直线轴承(4)套在直线轴承内轴(3)上，弹性铰链(2)将滚转直线轴承(4)和直线轴承内轴(3)均套在弹性铰链(2)之中，弹性铰链(2)的外侧连接试件(1)，内侧与直线轴承内轴(3)和滚转直线轴承(4)的外圈固定连接，直线轴承内轴(3)为固定姿态的中空轴，信号引线置于该中空轴之中，连接到弹性铰链(2)的应变片(8)上，挡圈(5)将滚转直线轴承(4)轴向限位；
垫片(6)套在直线轴承内轴(3)上且固定装置(7)将垫片(6)与直线轴承内轴(3)的相对位置固定，垫片(6)的外缘置于弹性铰链(2)内侧的限位槽中，用于限制试件(1)的滚转角度。
2.根据权利要求1所述的一种用于高超声速风洞滚转动态试验的测量装置，其特征在于：所述固定装置为螺母。
3.根据权利要求1所述的一种用于高超声速风洞滚转动态试验的测量装置，其特征在于：所述弹性铰链(2)包括四个固定应变梁和四个活动应变梁，所述应变片贴在所述固定应变梁上。
4.根据权利要求3所述的一种用于高超声速风洞滚转动态试验的测量装置，其特征在于：通过改变所述活动应变梁的厚度调整所述用于高超声速风洞滚转动态试验的测量装置的滚动运动频率。
CN201310306914.6A 2013-07-22 2013-07-22 一种用于高超声速风洞滚转动态试验的测量装置 Active CN103389198B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310306914.6A CN103389198B (zh) 2013-07-22 2013-07-22 一种用于高超声速风洞滚转动态试验的测量装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310306914.6A CN103389198B (zh) 2013-07-22 2013-07-22 一种用于高超声速风洞滚转动态试验的测量装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103389198A CN103389198A (zh) 2013-11-13
CN103389198B true CN103389198B (zh) 2015-11-18

Family

ID=49533537

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310306914.6A Active CN103389198B (zh) 2013-07-22 2013-07-22 一种用于高超声速风洞滚转动态试验的测量装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103389198B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106441779B (zh) * 2015-08-06 2019-03-01 日照坤仑智能科技有限公司 一种高速风洞中测量飞行器三自由度动稳定参数的装置
CN106768817B (zh) * 2016-12-29 2019-05-24 中国航天空气动力技术研究院 一种非轴对称风洞试验模型的滚转角测量方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5201218A (en) * 1991-11-19 1993-04-13 General Dynamics Corporation, Space Systems Division Flexure two shell with separate axial, six component balance
CN101183039A (zh) * 2007-11-30 2008-05-21 中国航天空气动力技术研究院 一种具有抑制结构的天平系统
CN101865759A (zh) * 2010-06-02 2010-10-20 中国航天空气动力技术研究院 一种用于高超声速滚动动态试验的装置
CN102721521A (zh) * 2011-03-29 2012-10-10 中国航空工业第一集团公司沈阳空气动力研究所 一种用于风洞大振幅滚转振动试验的测量装置
CN102889973A (zh) * 2012-09-29 2013-01-23 中国航天空气动力技术研究院 一种基于机械轴承支撑的高精度滚转力矩测量装置

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10206278A (ja) * 1997-01-21 1998-08-07 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 風洞試験模型高圧ガス供給装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5201218A (en) * 1991-11-19 1993-04-13 General Dynamics Corporation, Space Systems Division Flexure two shell with separate axial, six component balance
CN101183039A (zh) * 2007-11-30 2008-05-21 中国航天空气动力技术研究院 一种具有抑制结构的天平系统
CN101865759A (zh) * 2010-06-02 2010-10-20 中国航天空气动力技术研究院 一种用于高超声速滚动动态试验的装置
CN102721521A (zh) * 2011-03-29 2012-10-10 中国航空工业第一集团公司沈阳空气动力研究所 一种用于风洞大振幅滚转振动试验的测量装置
CN102889973A (zh) * 2012-09-29 2013-01-23 中国航天空气动力技术研究院 一种基于机械轴承支撑的高精度滚转力矩测量装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
《脉冲风洞中新型自由天平探索》;郭大华等;《流体力学实验与测量》;20030331;第17卷(第1期);第68-72页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN103389198A (zh) 2013-11-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106840574A (zh) 一种用于风洞动导数强迫振动试验的装置
CN204228251U (zh) 用于风洞六元杆式天平动态校准的加载装置
CN102426085A (zh) 球面-回转面结合面接触刚度测试装置及方法
CN105043633B (zh) 一种立式一体化推力矢量测试装置
CN101865759B (zh) 一种用于高超声速滚动动态试验的装置
CN204085839U (zh) 一种双端测力装置
CN202372333U (zh) 带有轴向力测量的四分量风洞铰链力矩实验天平
CN105352662A (zh) 一种用于航天装备的新型安装调整装置
CN104198154A (zh) 一种双端测力装置及测量方法
CN103389198B (zh) 一种用于高超声速风洞滚转动态试验的测量装置
CN106768816B (zh) 一种尾振动的俯仰动导数实验测量装置
CN108760220B (zh) 一种用于测量六自由度机构干扰的外挂天平尾架支撑装置
CN204535981U (zh) 一种圆筒式粘弹性阻尼器性能试验装置
CN110207942A (zh) 一种浮动框型风洞应变天平
CN104266910A (zh) 疲劳试验力的加载方法及其装置
CN105136391A (zh) 一种测量飞机在地面受力点距离的方法及系统
CN109367818A (zh) 一种旋翼无人机姿态控制测试系统及方法、无人机
CN204535922U (zh) 一种质量特性测量辅助夹具
CN104596697B (zh) 有起落架的机轮刹车动力矩测量方法
CN103604469A (zh) 一种具有冗余功能的质量质心测量系统
CN207423487U (zh) 一种高精度滚转力矩单独测量装置
CN203798533U (zh) 一种可调角度平衡板装置
CN103587732B (zh) 一种无遮挡的三轴直驱转台
CN103968982B (zh) 基于气浮轴承的低阻尼滚转力矩测量装置
CN111003204B (zh) 一种飞机平尾伺服作动机构动刚度测试系统及测试方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant