CN106525385A - 模型一体式平垂尾气动力测量装置 - Google Patents

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Abstract

模型一体式平垂尾气动力测量装置，属于风洞实验技术领域，本发明为了解决低速风洞部件测力试验精准度不高的问题。垂尾模型端固定在垂尾固定端上，垂尾模型端下部开设有槽口，垂尾应变天平固定在槽口内，前缘堵上部与垂尾模型端固定连接，位于垂尾应变天平前侧，下部与垂尾固定端之间留有迷宫槽缝隙；平尾固定端安装在垂尾模型端上端，平尾模型端对称设置在平尾固定端左右两侧，平尾模型端上开设有槽口，平尾应变天平固定在槽口内。本发明的模型一体式平垂尾气动力测量装置能提高风洞试验天平精准度。

Description

模型一体式平垂尾气动力测量装置
技术领域
本发明涉及一种气动力测量装置，具体涉及一种模型一体式平垂尾气动力测量装置，属于风洞实验技术领域。
背景技术
低速风洞部件测力试验主要是预测飞行器各种部件气动特性。长期以来，各部件天平均采用单独天平与模型装配后测量气动力的方式；由于部件尺寸均比较小，设计时又要考虑部件天平与模型的定位与连接，以及天平与固定端的变形间隙等情况，导致天平均很薄，螺纹连接时往往刚度不足；而且拧紧螺钉时，装配应力对天平有较大影响，天平安装重复性较差，因此降低了天平的精准度从而影响风洞试验的精准度；由于模型部件一般均为非对称性，因此一般情况下，天平校准中心与部件参考点不重合，法向力带来的附加力矩会给带来很大的干扰，在有两心距的情况下，天平校准精准度一般都会降低，而这时，天平的装配影响更会使得天平精准度进一步降低，以往天平校准测得的部件天平的准度指标一般都大于0.5％，精确度指标都大于3‰，很难满足型号试验发展的需要，飞机设计对风洞试验数据精准度的要求不断提高，风洞试验朝着精细化的方向发展，作为风洞试验中力/力矩测量装置，测力天平的性能直接影响试验数据的准确性。因此，需要一种模型一体式的平垂尾气动力测量装置。
发明内容
本发明的目的是提供一种模型一体式平垂尾气动力测量装置，以解决低速风洞部件测力试验精准度不高的问题。
所述模型一体式平垂尾气动力测量装置包括平尾、垂尾、前缘堵，
平尾包括平尾模型端、平尾固定端和平尾应变天平，
垂尾包括垂尾模型端、垂尾应变天平和垂尾固定端；
垂尾模型端固定在垂尾固定端上，垂尾模型端下部开设有槽口，垂尾应变天平固定在槽口内，前缘堵上部与垂尾模型端固定连接，位于垂尾应变天平前侧，下部与垂尾固定端之间留有迷宫槽缝隙；平尾固定端安装在垂尾模型端上端，平尾模型端对称设置在平尾固定端左右两侧，平尾模型端上开设有槽口，平尾应变天平固定在槽口内。
优选的：垂尾固定端的中部设有空腔。
优选的：平尾应变天平为三分量应变天平，垂尾应变天平为五分量应变天平。
优选的：垂尾模型端内设有走线槽，平尾应变天平和垂尾应变天平的天平线通过走线槽汇聚到垂尾固定端的中部空腔走出。
优选的：平尾模型端和平尾应变天平为整体结构；垂尾模型端和垂尾应变天平为整体结构。
优选的：平尾应变天平的应变梁上采用12片应变片组成3组惠斯顿电桥进行信号测量；垂尾应变天平的应变梁上采用20片应变片组成5组惠斯顿电桥进行信号测量。
本发明与现有产品相比具有以下效果：能同时测量平垂尾整体气动力及左右单独右平尾的气动力，一体式加工，连接强度高，能消除安装应力对天平的影响，缩小天平在模型中所需的空间，有利于提高天平及整体模型的刚强度，可有效提高风洞试验天平精准度。
附图说明
图1是本发明所述的模型一体式平垂尾气动力测量装置的结构示意图；
图2是平尾应变天平应变片的布置图；
图3是图2的后视图；
图4是垂尾应变天平应变片的布置图；
图5是图4的后视图；
图6是平尾应变天平测量元件布置图；
图7是垂尾应变天平测量元件布置图。
图中：1-平尾模型端、2-垂尾模型端、3-垂尾应变天平、4-走线槽、5-第一应变片、6-第二应变片、7-第三应变片、8-第四应变片、9-第五应变片、10-第六应变片、11-第七应变片、12-第八应变片、13-第九应变片、14-第十应变片、15-第十一应变片、16-第十二应变片、17-第十三应变片、18-第十四应变片、19-第十五应变片、20-第十六应变片、21-第十七应变片、22-第十八应变片、23-第十九应变片、24-第二十应变片、25-第二十一应变片、26-第二十二应变片、27-第二十三应变片、28-第二十四应变片、29-第二十五应变片、30-第二十六应变片、31-第二十七应变片、32-第二十八应变片、33-第二十九应变片、34-第三十应变片、35-第三十一应变片、36-第三十二应变片、37-垂尾固定端、38-平尾固定端、39-前缘堵、40-平尾应变天平。
具体实施方式
下面根据附图详细阐述本发明优选的实施方式。
如图1所示，本发明所述的模型一体式平垂尾气动力测量装置包括平尾、垂尾、前缘堵39，
平尾包括平尾模型端1、平尾固定端38和平尾应变天平40，
垂尾包括垂尾模型端2、垂尾应变天平3和垂尾固定端37；
所述垂尾模型端2固定在垂尾固定端37上，垂尾模型端2下部开设有槽口，垂尾应变天平3固定在槽口内，前缘堵39上部与垂尾模型端2固定连接，位于垂尾应变天平3前侧，下部与垂尾固定端37之间留有迷宫槽缝隙；平尾固定端38安装在垂尾模型端2上端，平尾模型端1对称设置在平尾固定端38左右两侧，平尾模型端1上开设有槽口，平尾应变天平3固定在槽口内，平尾模型端1、平尾固定端38和平尾应变天平40一体式加工，左右对称。
如图2、3、6所示平尾应变天平，该天平共采用12片应变片组成5组惠斯顿电桥进行信号测量，第一应变片5与第二应变片6组成对桥臂，第三应变片7与第四应变片8组成相邻对桥臂，两桥臂通过漆包线连成第一全桥电路；同样，第五应变片9与第六应变片10组成对桥臂，第七应变片11与第八应变片12组成相邻对桥臂，两桥臂通过漆包线连成第二全桥电路。通过第一全桥电路与第二全桥电路的相加减测得滚转力矩及侧向力；第九应变片13与第十应变片14组成对桥臂，第十一应变片15与第十二应变片16组成相邻对桥臂，两桥臂通过漆包线连成第三全桥电路；第三全桥电桥可测得偏航力矩。
如图4、5、7所示垂尾应变天平，该天平共采用20片应变片组成5组惠斯顿电桥进行信号测量，第十三应变片17与第十四应变片18组成对桥臂，第十五应变片19与第十六应变片20组成相邻对桥臂，两桥臂通过漆包线连成第一全桥电路；同样，第十七应变片21与第十八应变片22组成对桥臂，第十九应变片23与第二十应变片24组成相邻对桥臂，两桥臂通过漆包线连成第二全桥电路；通过第一全桥电路与第二全桥电路的相加减测得滚转力矩及升力；第二十一应变片25与第二十二应变片26组成对桥臂，第二十三应变片27与第二十四应变片28组成相邻对桥臂，两桥臂通过漆包线连成第三全桥电路；第三全桥电桥可测得俯仰力矩；第二十五应变片29与第二十六应变片30组成对桥臂，第二十七应变片31与第二十八应变片32组成相邻对桥臂，两桥臂通过漆包线连成第四全桥电路；同样，第二十九应变片33与第三十应变片34组成对桥臂，第三十一应变片35与第三十二应变片36组成相邻对桥臂，两桥臂通过漆包线连成第五全桥电路；通过第四全桥电路与第五全桥电路的相加减测得侧向力及偏航力矩。
进一步：垂尾固定端37的中部设有空腔。
进一步：平尾应变天平40为三分量应变天平，垂尾应变天平3为五分量应变天平。
进一步：垂尾模型端2内设有走线槽4，平尾应变天平40和垂尾应变天平3的天平线通过走线槽4汇聚到垂尾固定端37的中部空腔走出。
进一步：平尾应变天平40的应变梁上采用12片应变片组成3组惠斯顿电桥进行信号测量；垂尾应变天平3的应变梁上采用20片应变片组成5组惠斯顿电桥进行信号测量。
进一步：本装置节约材料及装配成本，结构巧妙，简单实用，可有效提高风洞试验天平精准度，准度指标一般都小于2‰，精度指标都小于1‰，本发明对于提高低速风洞部件测力试验精准度指标具有重要作用，其应用前景十分广阔。
本实施方式只是对本专利的示例性说明，并不限定它的保护范围，本领域技术人员还可以对其局部进行改变，只要没有超出本专利的精神实质，都在本专利的保护范围内。

Claims (6)

1.模型一体式平垂尾气动力测量装置，其特征在于：包括平尾、垂尾、前缘堵(39)，
平尾包括平尾模型端(1)、平尾固定端(38)和平尾应变天平(40)，
垂尾包括垂尾模型端(2)、垂尾应变天平(3)和垂尾固定端(37)；
所述垂尾模型端(2)固定在垂尾固定端(37)上，垂尾模型端(2)下部开设有槽口，垂尾应变天平(3)固定在槽口内，前缘堵(39)上部与垂尾模型端(2)固定连接，位于垂尾应变天平(3)前侧，下部与垂尾固定端(37)之间留有迷宫槽缝隙；平尾固定端(38)安装在垂尾模型端(2)上端，平尾模型端(1)对称设置在平尾固定端(38)左右两侧，平尾模型端(1)上开设有槽口，平尾应变天平(3)固定在槽口内。
2.根据权利要求1所述的模型一体式平垂尾气动力测量装置，其特征在于：垂尾固定端(37)的中部设有空腔。
3.根据权利要求1所述的模型一体式平垂尾气动力测量装置，其特征在于：平尾应变天平(40)为三分量应变天平，垂尾应变天平(3)为五分量应变天平。
4.根据权利要求1～3中任一权利要求所述的模型一体式平垂尾气动力测量装置，其特征在于：垂尾模型端(2)内设有走线槽(4)，平尾应变天平(40)和垂尾应变天平(3)的天平线通过走线槽(4)汇聚到垂尾固定端(37)的中部空腔走出。
5.根据权利要求1或3所述的模型一体式平垂尾气动力测量装置，其特征在于：平尾模型端(1)和平尾应变天平(40)为整体结构；垂尾模型端(2)和垂尾应变天平(3)为整体结构。
6.根据权利要求1或3所述的模型一体式平垂尾气动力测量装置，其特征在于：平尾应变天平(40)的应变梁上采用12片应变片组成3组惠斯顿电桥进行信号测量；垂尾应变天平(3)的应变梁上采用20片应变片组成5组惠斯顿电桥进行信号测量。
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