CN105181293B - 一种翼身融合体类飞行器风洞试验模型的设计加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种翼身融合体类飞行器风洞试验模型的设计加工方法，包括：(1)将模型分成上部和下部两部分进行设计，并在上部的底部和下部的上部分别加工有一个槽，所述槽的前端较窄而后端较宽；(2)将上部和下部组合并装配成一个整体，按试验模型的设计外形进行加工，其中，上部的槽和下部的槽彼此连通构成一个封闭的空腔，该空腔由试验模型的机头延伸至机翼的后部，且相对于试验模型的轴线左右对称。本发明降低试验模型设计和加工的难度，减轻了模型的重量，模型整体数控加工，加工精度更高。

Description

一种翼身融合体类飞行器风洞试验模型的设计加工方法
技术领域
本发明涉及一种翼身融合体类飞行器风洞试验模型的设计加工方法。
背景技术
翼身融合飞机的概念首先由NASA的Lang ley研究中心于上个世纪90年代初提出，它是一种新型布局的运输机(客机/货机)，如附图1所示。由于其高度的集成特性，浸湿面积远小于同量级的传统布局飞机；另外翼身融合体布局展向环量分布产生的弯矩较小地减轻了结构质量，所以与同量级传统布局的运输机相比，具有更轻的结构质量，更高的升阻比和更低的燃油消耗率。此外，翼身融合布局还在安全性、舒适性和环境噪声等方面具有潜在的优势，因而美、欧、俄等航空工业较发达的国家相继投入大量资源进行研究。风洞试验是进行飞行器研制必不可少的手段之一，而试验模型的设计又是风洞试验的关键环节。
高速风洞模型设计规范(即国军标GB569-88)中对测力试验模型设计提出了明确的规定：在1.2米量级风洞中试验模型不应超过56kg，且越轻越好；严格保证模型的刚度和强度。然而翼身融合体类飞行器与常规飞行器在外形上的区别是机翼与机身融合一体，机身更加扁平，常规的模型设计方法不利于模型的掏空减重，无法保证模型的重量符合国军标要求；且分部件加工提高了加工难度，部件组合的精度也远远低于整体加工的精度。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提出了一种翼身融合体类飞行器风洞试验模型的设计加工方法，通过合理的设计方法，降低翼身融合体类试验模型的加工难度、减轻模型重量、提高模型加工精度、提高模型的刚度和强度。
本发明的技术方案为：
一种翼身融合体类飞行器风洞试验模型的设计加工方法，包括：
(1)预先准备上部和下部，并在上部的底部和下部的上部分别加工有一个槽，所述槽的前端较窄而后端较宽；
(2)将上部和下部组合并装配成一个整体，按试验模型的设计外形进行加工，其中，上部的槽和下部的槽彼此连通构成一个封闭的空腔，该空腔由试验模型的机头延伸至机翼的后部，且相对于试验模型的轴线左右对称。
优选的是，所述的翼身融合体类飞行器风洞试验模型的设计加工方法中，所述槽为四边形，四条边两两为一组相对于试验模型的轴线对称分布。
优选的是，所述的翼身融合体类飞行器风洞试验模型的设计加工方法中，其中，所述步骤(1)中，在下部的槽内设置有两个加强肋，分别配置在下部的槽的前部和后部，并且与试验模型的轴线相垂直，在上部的槽内设置有两个加强筋，与下部的两个加强筋对应设置。
优选的是，所述的翼身融合体类飞行器风洞试验模型的设计加工方法中，其中，所述步骤(1)中，还加工天平座，当上部和下部组合并装配成一个整体时，天平座被容纳并固定在该空腔内。
优选的是，所述的翼身融合体类飞行器风洞试验模型的设计加工方法中，所述步骤(1)中，在上部的槽内加工方槽，所述方槽位于天平座的前侧。
优选的是，所述的翼身融合体类飞行器风洞试验模型的设计加工方法中，所述步骤(2)中，加工时采用数控加工的方法。
本发明的技术效果为：
(1)降低试验模型设计和加工的难度。因为翼身融合体类飞行器外形基本是曲面，常规设计方法是先分部件加工后组装，而本发明提出的整体加工、一体成型的设计加工方法更加简洁、快速。
(2)减轻了模型的重量。常规的模型设计方法考虑到加工困难以及组装精度，一般只在机身处进行局部减重。而本发明提供的设计方法将模型一分为二，便于模型的整体掏空减重。
(3)本发明提出在模型内部设置加强肋的方法，保证了模型减重后的刚度和强度。
(4)本发明提出的模型整体数控加工的方法，加工精度更高。
附图说明
图1为一种翼身融合体类飞行器示意图；
图2为在上部的底部和下部的上部分别加工槽后的结构示意图；
图3为将上部和下部组合并装配成一个整体之前上部的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
请参阅图1、图2和图3所示，本发明提供了一种翼身融合体类飞行器风洞试验模型的设计加工方法，包括：
(1)将模型分成上部和下部两部分设计，并分别在上部的底部和下部的上部分别加工有一个槽6，5，所述槽6，5的前端较窄而后端较宽；
(2)将上部和下部组合并装配成一个整体，按试验模型的设计外形进行加工，其中，上部的槽和下部的槽彼此连通构成一个封闭的空腔，该空腔由试验模型的机头延伸至机翼的后部，且相对于试验模型的轴线左右对称。
本发明中，将备料分成上下两部分，然后进行掏空减重(即在上部的底部加工槽6和下部的上部加工槽5)，一方面便于模型的加工，另一方面使得掏空减重更加彻底，保证了模型的重量符合试验要求。另外，本发明采用了整体加工、一体成型，提高了加工精度和加工速度。
在一个具体实施方式中，试验模型的具体加工过程为：
1、根据试验模型的外形特点，分成上下两部分备料；根据设计需要及模型外形对上下两部分备料先进行掏空减重。所形成的空腔是由机头延伸至机翼的后部，所减重量更大。
2、加工天平座3，通过柱销与试验模型上下部分配合安装。
3、根据需要进行加强肋4的加工和安装，通过螺栓和螺母将上下两部分、加强肋4组合拉紧。
4、在天平座前设置一方槽1，便于安装模型与天平的压紧螺栓。
5、将组合后的模型整体数控加工。
其中，上部设置方槽、天平座、加强筋，在加强筋上设置螺栓孔；对下部设置加强筋，在该加强筋上也设置螺栓孔，上部和下部固定是通过螺栓固定。方槽对设计位置位于天平座之前，其主要作用是便于安装天平与模型之间对拉紧螺钉。
优选地，所述的翼身融合体类飞行器风洞试验模型的设计加工方法中，所述槽为四边形，四条边两两为一组相对于试验模型的轴线对称分布。
优选地，所述的翼身融合体类飞行器风洞试验模型的设计加工方法中，其中，所述步骤(1)中，在下部的槽5内设置有两个加强肋4，分别配置在下部的槽的前部和后部，并且与试验模型的轴线相垂直，在上部的槽内设置有两个加强筋，与下部的两个加强筋对应设置。设置两根加强肋4，通过加强肋提高模型的刚度和强度。加强筋上设有螺栓孔2，试验模型对上下两部分通过螺栓固定在一起。
优选地，所述的翼身融合体类飞行器风洞试验模型的设计加工方法中，其中，所述步骤(1)中，还加工天平座，当上部和下部组合并装配成一个整体时，天平座被容纳并固定在该空腔内。
优选地，所述的翼身融合体类飞行器风洞试验模型的设计加工方法中，所述步骤(1)中，在上部的槽内加工方槽，所述方槽位于天平座的前侧。方槽的作用是在模型装上天平后，可以在方槽处安装天平的拉紧螺钉。
优选地，所述的翼身融合体类飞行器风洞试验模型的设计加工方法中，所述步骤(2)中，加工时采用数控加工的方法。本发明提出的模型整体数控加工的方法，加工精度更高。
本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此，本发明的保护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。

Claims (6)

1.一种翼身融合体类飞行器风洞试验模型的设计加工方法，其特征在于，包括：
(1)将模型分成上部和下部两部分进行设计，并在上部的底部和下部的上部分别加工有一个槽，所述槽的前端较窄而后端较宽；
(2)将上部和下部组合并装配成一个整体，按试验模型的设计外形进行加工，其中，上部的槽和下部的槽彼此连通构成一个封闭的空腔，该空腔由试验模型的机头延伸至机翼的后部，且相对于试验模型的轴线左右对称。
2.如权利要求1所述的翼身融合体类飞行器风洞试验模型的设计加工方法，其特征在于，所述槽为四边形，四条边两两为一组相对于试验模型的轴线对称分布。
3.如权利要求1或2所述的翼身融合体类飞行器风洞试验模型的设计加工方法，其特征在于，其中，所述步骤(1)中，在下部的槽内设置有两个加强肋，分别配置在下部的槽的前部和后部，并且与试验模型的轴线相垂直，在上部的槽内设置有两个加强筋，与下部的两个加强筋对应设置。
4.如权利要求3所述的翼身融合体类飞行器风洞试验模型的设计加工方法，其特征在于，其中，所述步骤(1)中，还加工天平座，当上部和下部组合并装配成一个整体时，天平座被容纳并固定在该空腔内。
5.如权利要求4所述的翼身融合体类飞行器风洞试验模型的设计加工方法，其特征在于，所述步骤(1)中，在上部的槽内加工方槽，所述方槽位于天平座的前侧。
6.权利要求4所述的翼身融合体类飞行器风洞试验模型的设计加工方法，其特征在于，所述步骤(2)中，加工时采用数控加工的方法。
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