CN109580161A - 一种应用于通气模型内阻测量的低扰流防砸装置 - Google Patents

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Abstract

一种应用于通气模型内阻测量的低扰流防砸装置，包括：防砸环主体和触角；所述防砸环主体为空心圆柱，空心圆柱的外壁轴向均布有多个触角；防砸环主体和触角为一体加工；防砸环主体固定在外部支杆上；所述触角沿厚度方向的截面由楔形和矩形组成，所述楔形的小端朝向所述气体的来流方向，所述楔形角的取值范围为小于或等于30°，所述触角的高度为外部测压管外径的1.5～1.7倍。本发明防砸装置结构简单，拆装方便，能够保证通气模型晃动时测压管处于模型底部与支杆之间的缝隙中不被砸坏；防砸环厚度小，触角薄，对模型底部出口压力测量影响小，提高风洞试验质量。

Description

一种应用于通气模型内阻测量的低扰流防砸装置
技术领域
本发明涉及一种应用于通气模型内阻测量的低扰流防砸装置，用于风洞通气模型测力试验内阻测量时，保护测压装置不因模型晃动被通气模型底部砸扁，特别涉及一种亚跨超风洞通气模型内阻测量防护装置，属于亚跨超风洞实验技术领域、试验空气动力学领域。
背景技术
通气模型测力试验是风洞试验中一种常规试验，可以模拟进气口形状，能正确得到它对飞机部件的干扰量。通气模型的内流阻力定义为进口前阻力(附加阻力)与而真实管道内流阻力之和。内流阻力的测定主要是测定出口截面的总、静压，通常采用总压管和静压管。总、静压管应深入到出口截面的内管道中，以避免外流和底部流动对内流阻力测量的影响。总、静压管的布置一般采用等面积安排。总、静压管可安装在带有整流作用的耙体上。
对于暂冲式亚跨超声速风洞，在启动和关车时，通气模型要承受很大的冲击载荷，其大小要比风洞流场稳定后的载荷大好几倍，使通气模型产生很大的晃动，对于通气测力模型来说，这是非常不利的。晃动时通气模型底部内腔与支杆接触，导致处于中间位置的总、静压管被砸扁，导致通气不畅，甚至堵死的情况，影响试验数据和试验进度。以往的试验是采用将4个的钻头放在支杆上，保证周向均匀分布，固定方式为使用透明胶布和点502胶水的方式。这种方法对防止总、静压管被压起到了一定的作用，但由于固定强度的问题导致几次吹风过后就会出现钻头松动，失去保护作用。这样只能试验暂停，车次报废，重新进行固定，以往试验中从试验暂停到重新安装到待吹状态大概需要2～4个小时。但由于钻头位置摆放和胶带缠绕方式均因人而异，导致试验重复性精度不能得到保证。试验证明相同试验状态，不同工人安装的防砸钻头和胶带，导致通气模型内阻相差50％。且重新固定需要重新拆装通气模型、等胶水彻底变干，时间成本高。重复拆装通气模型和固定钻头耗时耗力，严重影响试验进度和试验数据的精度。
发明内容
本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提出了一种应用于通气模型内阻测量的低扰流防砸装置，解决了通气测力风洞试验中保护测压装置因为通气模型晃动导致被通气模型底部砸扁的问题。
一种应用于通气模型内阻测量的低扰流防砸装置，包括：防砸环主体和触角；
所述防砸环主体为空心圆柱，空心圆柱的外壁轴向均布有多个触角；防砸环主体和触角为一体加工；防砸环主体固定在外部支杆上；
所述触角沿厚度方向的截面由楔形和矩形组成，所述楔形的小端朝向所述气体的来流方向，所述楔形角的取值范围为小于或等于30°，所述触角的高度为外部测压管外径的1.5～1.7倍。
所述触角位于所述外部通气模型底部出口的内部。
所述防砸环主体的外径小于所述外部测压管所在圆周的直径。
所述触角的个数与外部测压管的个数相同。
所述触角的安装位置与外部测压管的位置配合。
所述防砸环主体的内径与外部支杆的外径间隙配合。
所述防砸环主体的厚度取值范围为0.8mm～1.2mm。
所述触角的高度取值范围为1.5mm～2mm。
所述触角的个数为个。
所述触角和防砸环主体的棱边倒角处理。
本发明与现有技术相比的有益效果是：
1)本发明能够满足亚跨超风洞通气测力试验中保护测压管不因通气模型晃动被砸扁，起到支撑防护作用。
2)本发明设计的触角与防砸环主体为一体加工，结构强度好。
3)本发明设计的触角和防砸环主体厚度小，且均在来流方向设计了整流锥面，能够有效减小通气模型底部气流流动干扰。
4)本发明设计的防砸环与支杆采用间隙配合，螺钉固紧，拆装方便，亦可保证安装重复性。
附图说明
图1是本发明装置示意图；
图2是本发明装置轴向结构图；
图3是本发明装置图的左视图；
图4是本发明装置触角结构图；
图5是本发明装置轴向剖视图；
图6是本发明装置图5中P区域的局部放大图；
图7是风洞通气测力试验装置示意图；
图8是图7中A-A截面的剖视图；
图9是本发明装置使用示意图；
图10为本发明装置触角局部放大图。
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。
如图1所示，一种应用于通气模型内阻测量的低扰流防砸装置，防砸环装置5包括防砸环主体1、触角2。通气测力试验时，如图7和图8所示，通气模型4通过天平9连接在支杆8上，气流由入口进入通气模型4，由底部流出，然后由深入通气模型4底部的测压管6采集出口压力，计算得到通气模型4内阻。本发明防砸装置5与支杆8采用间隙配合，通过螺钉3固紧，该连接方式简单稳固，具有拆装方便，实现在通气模型4受力晃动时不轻易移位，置于通气模型4底部出口，对测压管6起到保护作用，如图9所示，测压管6通过测压耙7固定在支杆8上，最后支杆8安装在风洞的支架上，如图2所示。通气模型4、防砸装置5、测压耙7从前到后依次固定在支杆8上。
如图2所示，防砸环主体1为空心圆柱，空心圆柱的外壁轴向均布有多个触角2；防砸环主体1和触角2为一体加工，保证了支撑强度；防砸环主体1固定在外部支杆8上，触角2和防砸环主体1的棱边倒角处理。
如图10所示，触角2沿厚度方向的截面由楔形和矩形组成，所述楔形的小端朝向所述气体的来流方向，所述楔形角的取值范围为小于或等于30°，楔形起到整流的作用。触角2的高度为外部测压管6外径的1.5～1.7倍。触角2的个数与外部测压管6的个数相同，且安装位置与外部测压管6的位置配合，实施例中触角2的个数为8个，触角2在防砸环主体1上呈“米”字型，共八个触角，这与测压管6在测压耙7上的分布一致，保证了每个测压管6都得到有效保护。触角2位于所述外部通气模型4底部出口的内部，触角2的高度取值范围为1.5mm～2mm，如图3和图4所示，本发明实施例的锥角为30°，厚度为1.5mm，在保证强度的条件下尽量减小宽度可以有效降低对通气模型4出口面积的影响，进而减小气流干扰。
防砸环主体1的外径小于所述外部测压管6所在圆周的直径，防砸环主体1的内径与外部支杆8的外径间隙配合。防砸环主体1的厚度取值范围为0.8mm～1.2mm，如图5和图6所述，本发明实施例中防砸环主体1的厚度为1mm。对通气模型4出口面积影响很小。本发明装置外形设计能够有效减小防砸环5对底部出口气流的干扰。
工作原理如下：
1、防砸环主体1外形为环形，与支杆8采用间隙配合，其内径比支杆8直径略粗，可直接套在支杆8上通过螺钉3紧固，实现防砸装置5在支杆8上的固定，具有拆装方便，简单稳固的特点，在通气模型4受力晃动时不轻易移位。
2、防砸环主体1剖视图为前面为楔形，起到整流的作用；尖头进行倒角防止划伤；防砸环主体1厚度仅为1mm，对通气模型4出口面积影响很小，该结构设计能够有效减小防砸装置5对底部出口气流的干扰。
3、防砸装置5的触角2与防砸环主体1一体加工，保证了支撑强度。
4、防砸装置5的触角2俯视图结构为来流一侧为尖劈型，夹角30°，起到整流作用；尖头进行倒角防止刮伤；触角2宽度仅为1.5mm，在保证强度的条件下尽量减小宽度可以有效降低对通气模型4出口面积的影响，进而减小气流干扰。
5、防砸装置5的触角2在防砸环主体1上呈“米”字型分布，共八个触角2，这与测压管6在测压耙7上的分布一致，保证了每个测压管6都得到有效保护。
本发明防砸装置5通过螺钉3固定在支杆8上，防砸环触角2的尾部与通气模型4底部平齐并与深入通气模型4底部的测压管6交叉分布，保证通气模型4晃动时测压管6处于通气模型4底部与支杆8之间的缝隙中不被砸到。且防砸环主体1厚度仅为1mm，对底部出口面积影响很小，故该装置是一种低扰流防砸装置。
本发明装置结构简单，拆装方便，对通气模型4底部出口气流干扰小，对于通气测力试验来说，防砸装置5的使用能够大大提高试验的精度，节省人力成本和时间成本，大大提高试验效率，保证试验进度。
本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。
本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域专业技术人员的公知技术。

Claims (10)

1.一种应用于通气模型内阻测量的低扰流防砸装置，其特征在于，包括：防砸环主体(1)和触角(2)；
所述防砸环主体(1)为空心圆柱，空心圆柱的外壁轴向均布有多个触角(2)；防砸环主体(1)和触角(2)为一体加工；防砸环主体(1)固定在外部支杆(8)上；
所述触角(2)沿厚度方向的截面由楔形和矩形组成，所述楔形的小端朝向所述气体的来流方向，所述楔形角的取值范围为小于或等于30°，所述触角(2)的高度为外部测压管(6)外径的1.5～1.7倍。
2.根据权利要求1所述的一种应用于通气模型内阻测量的低扰流防砸装置，其特征在于，所述触角(2)位于所述外部通气模型(4)底部出口的内部。
3.根据权利要求1所述的一种应用于通气模型内阻测量的低扰流防砸装置，其特征在于，所述防砸环主体(1)的外径小于所述外部测压管(6)所在圆周的直径。
4.根据权利要求1～3之一所述的一种应用于通气模型内阻测量的低扰流防砸装置，其特征在于，所述触角(2)的个数与外部测压管(6)的个数相同。
5.根据权利要求4所述的一种应用于通气模型内阻测量的低扰流防砸装置，其特征在于，所述触角(2)的安装位置与外部测压管(6)的位置配合。
6.根据权利要求5所述的一种应用于通气模型内阻测量的低扰流防砸装置，其特征在于，所述防砸环主体(1)的内径与外部支杆(8)的外径间隙配合。
7.根据权利要求6所述的一种应用于通气模型内阻测量的低扰流防砸装置，其特征在于，所述防砸环主体(1)的厚度取值范围为0.8mm～1.2mm。
8.根据权利要求7所述的一种应用于通气模型内阻测量的低扰流防砸装置，其特征在于，所述触角(2)的高度取值范围为1.5mm～2mm。
9.根据权利要求7所述的一种应用于通气模型内阻测量的低扰流防砸装置，其特征在于，所述触角(2)的个数为8个。
10.根据权利要求7所述的一种应用于通气模型内阻测量的低扰流防砸装置，其特征在于，所述触角(2)和防砸环主体(1)的棱边倒角处理。
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