CN111537183A - 通气模型内阻支撑测量系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了通气模型内阻支撑测量系统，包括安装在风洞内的弯刀机构，一端固定连接于弯刀机构，另一端连接并支撑被测试模型的腹支撑机构，以及安装于模型下风向用于测量模型内阻并连接在弯刀机构上的假尾支机构，所述模型内同轴安装有天平，所述假尾支机构包括支杆和连接在支杆自由端的测压耙，所述支杆由假尾支前段、假尾支中段和假尾支尾段组成；所述假尾支前段与假尾支中段轴向相对位置可拆卸调节，所述假尾支中段与假尾支尾段径向及水平相对位置可拆卸调节。本申请能够通过假尾支实现测压耙轴向、径向的多角度调节，弥补测压耙与尾喷口因安装误差造成的测量数据失真的问题。

Description

通气模型内阻支撑测量系统

技术领域

本发明涉及空气动力学试验装置领域，尤其涉及风洞实验装置领域，具体涉及通气模型内阻支撑测量系统。

背景技术

在高速风洞中进行飞机、导弹的全模常规测力试验时，一般将模型进气口用堵锥堵住，这样的模型成为不通气模型或堵锥模型。不通气模型不能模拟真实飞行时进气口附近的流态，也不能模拟发动机尾喷口附近的流态，因此用不通气模型获得的气动力数据与飞行器真实飞行时的气动力数据是有差异的。最理想的试验方法是采用带发动机模拟器的模型进行风洞试验，以同时模拟进气和喷流流态，但由于技术复杂、费用昂贵，目前这种试验技术尚未广泛应用。目前多将进气模拟和喷流模拟分别进行，以分别测量进气、喷流对模型气动特性的影响。对于复杂进气系统设计的飞机而言，在设计的早期就要对进排气系统外形进行优化设计。为了提高设计效率并降低设计成本，工程上进排气系统外形的优化和选型都不考虑动力影响。为尽可能地保证飞机内、外流场相似，现在大多数飞机模型一般都采用模拟内管道，保证模型通气，而不采用堵锥的形式，以减少内、外流场干扰的影响。通气模型通常是进气道通气的全机模型，通气模型试验的目的是获取模拟了真实飞行条件下进口流态的全模气动力数据，或者是获取进气影响修正量。

在通气模型试验中，内流道产生了一定量的阻力，但在飞机的阻力构成中，内流道内部壁面产生的阻力是不计入全机气动阻力里的，在进行全机升阻特性分析时就应该扣除这部分阻力。关于内流道阻力的测量方法，目前见于文献资料的有通气模型内流道阻力直接测量技术、DPIV技术和通气模型测力试验方法。直接测量技术由于天平布置的要求，在飞机的全机模型上很难实现，DPIV具有较高的测量精度且多用于高超声速内流道阻力的测量，但因其成本较高，从工程角度其不适用于早期的方案选型。目前，飞行器研制中最常采用的是通气模型测力试验方法，该方法采用天平测量模型受力，模型受力中包含气动力和内阻，同时测量模型喷管出口截面气流参数，根据模型内腔流动量变化确定作用在模型内管道壁面的内阻，并从模型受力中扣除，从而得到待测的飞行器气动力。

现有技术1：中国发明专利申请，申请号为201910515757.7的专利文献提供一种自由射流风洞试验条件下的通气模型测力装置，装置包括通气模型、测量天平、基座、尾支杆和热气流阻挡组件，上述测量天平设置在通气模型内，测量天平用于测量通气模型的气动力性能；尾支杆以尾支撑方式实现对通气模型的支撑，其中，尾支杆的一端设置在基座上，尾支杆的另一端与测量天平相连接，且尾支杆与通气模型内壁不接触；热气流阻挡组件设置在尾支杆和通气模型内壁之间，且使得尾支杆和通气模型内壁之间不相连接，热气流阻挡组件用于减小通气模型尾部进入的热气流在通气模型内的流动速度。该文献公开的是一种尾支撑装置。

现有技术2：中国发明专利，专利号为CN201721753539X公开了一种适用于在风洞中对飞行器内流阻力进行高精度测量的风洞试验内流阻力测量装置，属于风洞试验技术领域。由于测压耙探针数量受限和气流偏角所带来的压力测量误差以及内外流出口边界准确区分等问题仍未解决。本实用新型提出一种新型高精度内流阻力测量装置，包括安装在风洞弯刀连接件上的模型支撑座，在该模型支撑座靠近风洞弯刀连接件的一端安装有轨迹控制滑轨，电动缸固定在轨迹控制滑轨上，其伸缩端与测压耙支臂连接，在测压耙支臂的自由端安装有总压测量探针阵列和静压测量探针阵列，该装置在风洞侧壁上还安装有用于在通气模型的内流道出口打出片光的激光器。采用的是腹部支撑方式，并利用尾部测压耙进行测量，相较于本申请技术类型相近。

上述现有技术中，均不能实现尾部测压耙的精准安装，尤其是在测量静压或者总压的测压钢管安装位置进行针对性精准调节问题上存在不同程度的技术障碍；鉴于此，针对测压耙安装精度调节和支撑装置对通气模型在气动测量过程中如何减少影响的技术问题上需要进行进一步的技术和装置革新。

发明内容

为了解决背景技术中所述现有技术在通气模型测力试验时，现有内阻支撑测量装置存在的不足，本申请提供通气模型内阻支撑测量系统，该系统为针对现有条带支撑、尾支撑等方式存在的优缺点进行分析，并进行整合改进，充分验证形成的一套全新的用于通气模型测力试验的支撑系统。

在阐述本申请技术方案前，先对现有主要支撑方式、原理及优缺点进行分析，旨在突出本申请结构设置之创造性和实用性。通气模型或者是非通气模型的受力均可通过天平测量，模型受力实为气动力和内阻的合力，因此，需要对通气模型喷管出口截面气流参数进行测量，根据模型内腔流动量变化确定作用在模型内管道壁面的内阻。因为内阻将直接影响到通气模型外形气动力的精准测算，故而，如何精确测量模型内阻是通气测力试验的关键点和技术难点之所在。

目前在高速风洞通气模型测力试验中，通常采用测力天平、尾支杆和测压耙的结构进行模型气动力和内阻测量。天平安装于模型内部，用于测量模型受力，模型通过天平、尾支杆与风洞迎角机构固连，实现模型在风洞试验段中的支撑，测压耙安装在模型尾喷口处的支杆上，用于测量出口气流的总压、静压，并通过测量的总、静压和来流参数计算获得模型内阻。高速风洞通气模型测力试验的常规内阻测量系统示意图见图1所示。

常规的尾支杆支撑方式，最大的优点是支架干扰小，能够获得较为准确的模型气动力载荷数据，但存在的缺点相对也比较突出，主要有以下五方面：

其一、对于收缩尾部或尾部截面积较小的模型，尾支杆支撑方式可能需要增大尾部截面积或减小尾喷口面积，增大尾部面积会改变模型尾部外形，进而改变模型气动力。减小尾喷口面积，可能会使内流通气截面积不够，减小流量系数，引起模型进气道入口溢流，造成模型外流的非真实流动，影响模型气动力的准确测量。

其二、天平支杆处于模型内腔中，占据了一部分截面积，也可能会使内流通气截面积不够，引起进气道入口溢流，影响模型气动力的准确测量。

其三、尾支杆支撑方式所测得的内阻包含了处于内流中的天平支杆表面摩擦阻力，因为内式天平的阻力元件在支杆之前，天平未感受到此摩擦阻力，引起了内阻测量的不准确。

其四、现有的测压耙形式固定，对于存在不同喷口面积的模型来说，必须根据不同喷口面积加工一系列测压耙进行喷管出口总、静压测量，增加了设计、加工成本，频繁更换测压耙增大了试验工作量，大幅降低了试验效率。

其五、尾支撑方式下测压耙需固连安装在尾支杆上，无法左右、上下调节测压耙空间位置，模型和测压耙加工误差可能使得测压耙不在尾喷口正中，导致测压耙外围测压管可能处于喷口之外，无法进行有效测量。

现有技术中，还有一种利用条带支撑方式进行通气模型测力试验的(如图2)。测力天平安装在模型内部，一端与模型通过锥连接，另一端连接定带，通过定带实现对模型的支撑，条带加装适当地配重，可使支撑模型的条带在试验迎角范围内都处于正拉力状态。条带的气动力以及条带对模型的干扰气动力根据试验或经验扣除。用条带支撑进行通气模型试验的优点是模型内管道通畅，内阻小，有利于提高阻力测量精度。缺点是只能进行亚、跨声速试验，超声速时条带激波对模型气动力干扰大。此外，条带支撑情况下，模型内管道出口气流参数测量排管的安装比较困难。

总之，现有的通气模型测力试验支撑方式和测压耙形式不仅对模型外流干扰大、通用性差，容易造成试验误差，而且加工成本高、试验过程操作复杂，试验效率低。高速风洞通气模型测力试验的数据处理流程为现有技术，主要包括模型姿态角计算、体轴系力和力矩的计算、风轴系力的计算和气动系数计算，计算方式可以采用下述流程进行：

模型姿态角计算：

α＝tg^-1[tgα_M1/cos(β_M-Δβ_e)]+Δα

Δα＝-Δα_e+Δα₀

α_M1＝α_M+Δα_cp

β＝sin^-1[sin(β_M-Δβ_e)×cosα_M1]

γ＝Δγ_e

γ_M-风洞支撑机构滚转角；

α-模型迎角；

α_M-风洞支撑机构迎角；

Δα_cp-风洞试验段气流偏角；

Δα_e-气动载荷产生的支撑系统迎角弹性角；

Δα₀-模型自重产生的支撑系统迎角弹性角；

β-模型侧滑角；

β_M-风洞支撑机构侧滑角；

Δβ_e-气动载荷产生的支撑系统侧滑角弹性角；

γ-模型滚转角；

Δγ_e-气动载荷产生的支撑系统滚转弹性角；体轴系力和力矩的计算:

X_t＝X′-X_b+Y_G×sinα_G-X_in

Y_t＝-Y′+Y_G×(1-cosα_G)

Z_t＝-Z′

Mx＝Mx′+Z_t×Δy-Y_t×Δz

My＝-My′-Z_t×ΔL-X_t×Δz

Mz＝-Mz′+Y_t×ΔL+X_t×Δy+M_ZG×(1-cosα_G)

α_G＝α_M-Δα_e，

X_b＝[P_∞-0.5(P_bL+P_bR)]S₁，

X_in-模型内阻；

M_∞-风洞来流马赫数；

M_e-模型尾喷管出口马赫数；

A_e-模型尾喷管出口面积；

P_e-模型尾喷管出口静压；

P_∞-风洞来流静压；

当

时，M_e＝0,

当

时，M_e＝{5[(P_0e/P_e)^2/7-1]}^1/2

当

时，由下式求解M_e：

P_e0-模型尾喷管出口总压；

X_t-模型气动力轴向力；

X′-天平测量轴向力；

Y_G-模型自重；

Y_t-模型气动力法向力；

Y′-天平测量法向力；

Z_t-模型气动力侧向力；

Z′-天平测量侧向力；

Mx-模型气动力滚转力矩；

Mx′-天平测量滚转力矩；

Δy-力矩参考点距天平校心上下距离；

Δz-力矩参考点距天平校心侧向距离；

My-模型气动力偏航力矩；

My′-天平测量偏航力矩；

ΔL-力矩参考点距天平校心轴向距离；

Mz-模型气动力俯仰力矩；

Mz′-天平测量俯仰力矩；

M_ZG-模型自重产生的天平测量俯仰力矩；

X_b-模型底部阻力；

P_bL-模型底部压力(左)；

P_bR-模型底部压力(右)；

S₁-模型底部面积；

X_in-模型内阻；

φ-流量系数；

A_i-模型进气道入口面积；

风轴系力的计算：

X＝X_t×cosα×cosβ+Y_t×sinα×cosβ-Z_t×sinβ

Y＝-X_t×sinα+Y_t×cosα

Z＝X_t×cosα×sinβ+Y_t×sinα×sinβ+Z_t×cosβ

X-模型气动力阻力；

Y-模型气动力升力；

Z-模型气动力侧力；

气动系数计算：

Cx-模型气动力阻力系数；

Cy-模型气动力升力系数；

Cz-模型气动力侧力系数；

mx-模型气动力滚转力矩系数；

my-模型气动力偏航力矩系数；

mz-模型气动力俯仰力矩系数；

为了达到上述目的，本申请所采用的支撑及假尾支技术方案为：

通气模型内阻支撑测量系统，包括安装在风洞内的弯刀机构，一端固定连接于弯刀机构，另一端连接并支撑被测试模型的腹支撑机构，以及安装于模型下风向用于测量模型内阻并连接在弯刀机构上的假尾支机构，所述模型内同轴安装有天平，所述假尾支机构包括支杆和连接在支杆自由端的测压耙，所述支杆由假尾支前段、假尾支中段和假尾支尾段组成；所述假尾支前段与假尾支中段轴向相对位置可拆卸调节，所述假尾支中段与假尾支尾段径向及水平相对位置可拆卸调节。上述结构的工作原理：弯刀机构是整个测量系统构建的固定和受力的基础，弯刀机构可以实现相对风洞的角度调整，从而达到改变模型相对来流的迎角变化，弯刀机构的调整一般采用液压机构调整，以使得既满足调整，也能够具有极高的强度和稳定性，该部分属于现有技术，亦是本领域的常规设置，此处阐述之目的在于便于对本技术方案整体的把握和理解。同轴安装于模型内的天平亦为现有技术，用于实现在测试过程中对数据的采集。现有的假尾支机构通常安装于模型的尾部，用于测压之用，但针对模型尾喷口与用于测压的测压耙是否实现同轴安装，精准安装并不便于调节。本方案由于将假尾支分为相互可调的假尾支前段、假尾支中段和假尾支尾段，能够实现轴向、径向截面中的水平和竖直方向调整，可以根据不同模型安装后出现的不同方向的误差实现微调弥补，以达到精准安装，消除因安装误差导致的数据采集失真，从而不能精准计算模型实际内阻的问题。

作为本申请的优选方案，为了进一步扩大测压耙的实用性和对不同截面大小的尾喷口进行测压的兼容性，所述测压耙包括与所述假尾支前段连接并呈“十”字或“X”形的测压耙支架，所述测压耙支架上滑动连接有用于安装测压钢管的滑块，任一滑块上安装有至少两根所述测压钢管。固定式测压耙通常只能适用于单一的模型尾喷口，针对不同截面的尾喷口或者同一模型的尾喷口处于不同扩张或者收敛状态时，采用滑块的设置能够将测压钢管按照待测量的区域进行精准布置和调整。当被测尾喷口处于收敛状态，有效气流截面减小时将滑块向测压耙支架中心滑动，以使得所有测压钢管均处于有效气流截面中；同理，当尾喷口处于扩张状态时，亦可调节滑块沿远离测压耙支架的中心滑动。采用“十”字或“X”形布置测压耙支架能够更加均匀的采集到尾喷口同一气流层的静压或者总压。进一步地，由于模型的尾喷口内壁会产生一定厚度的附面层，出口总压在附面层内外变化较大，为确保内阻测量精度，避免测量数据失真，须在附面层内外均布置总压管，因此，测压耙支架的每个分支上处于最远端的两个滑块上固定的测压钢管为总压管，同时，在测压耙支架的中心位置布置一根总压管，则任一测压耙支架上具有17根总压管。由于出口静压在附面层内外几乎没有变化，静压管只需少量布置，优选将靠近测压耙支架中心的滑块上布置静压管，任一测压耙支架上的静压管应不小于8根。作为静压管和总压管的测压钢管均采用外径1.2毫米、内径0.8毫米的不锈钢管制造，总压管口端面应垂直于管轴线，静压管前端应做成10°圆锥，在肩部后10倍管径处上、下方开直径0.3毫米到0.4毫米的静压孔。原则上，尾喷管出口周向布置的总压管越多，内阻测量越准确，但需要相应增加测压耙支架的分支数量，从而增大了测压耙支架的横截面积，造成较大的阻塞度，干扰出口流场，反而可能影响内阻测量的精准度。为了解决这一问题，本申请左、右测压耙支架的分支采用不同的周向分布形式，其中，左测压耙支架采用“十”字分布，右测压耙支架采用“X”字分布，因模型尾喷口形状一般相同，左、右测压耙所测量获得的总压可互为使用，这样在不增加出口气流阻塞度的情况下增加了尾喷口周向总压测量位置，提高了出口总压和内阻测量的精准度。滑块的可径向调节使得总、静压管的测量面积可调，实现一个测压耙对多个面积尾喷口模型的内阻测量，避免了现有技术中一个测压耙只能测量一个尾喷口模型的弊端，本发明中的测压耙通用性强，降低了测量设备加工成本，简化了试验流程操作，提高了试验效率。

优选地，所述假尾支前段与测压耙支架之间连接有假尾支前叉，假尾支前叉具有至少一个连接测压耙支架的端头；所述假尾支前段与假尾支中段相互插接，所述假尾支前段上沿轴线方向设置有至少一条横向条形孔，任一横向条形孔内设置有至少一颗与假尾支中段螺纹连接用于固定假尾支前段和假尾支中段相对位置的紧固件。当需要调节假尾支前段和假尾支中段之间的轴向距离时，只需要松开设置在横向条形孔中的所有紧固件，此时假尾支前段和假尾支中段形成可拆卸状态，可以任意调节相对位置关系，调整到适合位置时，再次将紧固件锁紧，使得假尾支前段和假尾支中段形成固定连接状态，保持相对位置关系不在变化，以实现调整轴向位置的目的，使得当测压耙与尾喷口距离过大或者过小时可以进行调节弥补，以进一步提高测压耙的检测精度。

优选地，所述假尾支中段具有呈半圆柱状的假尾支中段尾，所述假尾支尾段具有与假尾支中段尾相匹配的假尾支尾段头；所述假尾支中段尾上设置有至少一条竖向条形槽，所述竖向条形槽与假尾支中段尾轴向方向空间垂直，任一条竖向条形槽内均设置有至少一颗与假尾支尾段头螺纹连接用于固定假尾支尾段头与假尾支中段尾相对位置的紧固件。将紧固件松开，假尾支中段尾与假尾支尾段头可以沿竖向条形槽的长度方向相互错动，以实现在假尾支径向平面内沿竖向条形槽长度方向可调节，用于弥补测压耙与尾喷口之间的安装误差。

为了进一步提高假尾支的可调性及调节范围，优选地，所述假尾支尾段头与假尾支中段尾之间设置有一块或者多块垫片。增加垫片的调节方向与竖向条形槽在假尾支径向平面内垂直相交，亦即是形成横纵坐标均可调，加之由假尾支前段和假尾支中段之间的轴向可调使得整个假尾支对测压耙的任意角度可调，这样从根本上就规避了现有技术中测压耙与尾喷口之间不能精准对位导致的测量误差，从而导致内阻测量数据不准的问题。

优选地，所述腹支撑机构由一体成型或相互固定连接的用于支撑固定模型的腹支撑叶片、腹支撑扩张段和腹支撑连接段组成；所述腹支撑机构贯穿设置有布线孔，布线孔通过线孔盖板盖合并形成表面平滑连接。

优选地，所述腹支撑连接段上设置有定位孔和连接孔，所述定位孔中具有过盈配合安装的定位销，连接孔内安装有与弯刀机构可拆卸固定连接的紧固件。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有技术中采用尾支杆方式测量内阻的结构示意图；

图2是现有技术中采用条带支撑方式测量内阻的结构示意图；

图3是本申请的结构轴测图；

图4是图3的主视图；

图5是图4中A区结构放大图；

图6是假尾支的结构图；

图7是测压耙与假尾支前段结构图；

图8是假尾支中段和尾段结构图；

图9是测压耙的主视图；

图10是假尾支的轴测图。

图中：1-模型；2-测压钢管；3-滑块；4-测压耙支架；5-假尾支前叉；6-假尾支前段；7-横向条形孔；8-假尾支中段头；9-假尾支中段；10-假尾支中段尾；11-竖向条形槽；12-假尾支尾段头；13-假尾支尾段；14-垫片；15-弯刀机构；16-线孔盖板；17-腹支撑叶片；18-腹支撑扩张段；19-腹支撑连接段；20-连接孔。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，本申请的描述中若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，本申请的描述中若出现术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

实施例1：

结合说明书附图3和图4所示的通气模型内阻支撑测量系统，包括安装在风洞内的弯刀机构15，一端固定连接于弯刀机构15，另一端连接并支撑被测试模型1的腹支撑机构，以及安装于模型1下风向用于测量模型1内阻并连接在弯刀机构15上的假尾支机构，所述模型1内同轴安装有天平，所述假尾支机构包括支杆和连接在支杆自由端的测压耙，所述支杆由假尾支前段6、假尾支中段9和假尾支尾段13组成；所述假尾支前段6与假尾支中段9轴向相对位置可拆卸调节，所述假尾支中段9与假尾支尾段13径向及水平相对位置可拆卸调节。

上述结构的工作原理：弯刀机构15是整个测量系统构建的固定和受力的基础，弯刀机构15可以实现相对风洞的角度调整，从而达到改变模型1相对来流的迎角变化，弯刀机构15的调整一般采用液压机构调整，以使得既满足调整，也能够具有极高的强度和稳定性，该部分属于现有技术，亦是本领域的常规设置，此处阐述之目的在于便于对本技术方案整体的把握和理解。同轴安装于模型1内的天平亦为现有技术，用于实现在测试过程中对数据的采集。现有的假尾支机构通常安装于模型1的尾部，用于测压之用，但针对模型1尾喷口与用于测压的测压耙是否实现同轴安装，精准安装并不便于调节。本方案由于将假尾支分为相互可调的假尾支前段6、假尾支中段9和假尾支尾段13，能够实现轴向、径向截面中的水平和竖直方向调整，可以根据不同模型1安装后出现的不同方向的误差实现微调弥补，以达到精准安装，消除因安装误差导致的数据采集失真，从而不能精准计算模型1的实际内阻。

模型内阻X_in的测量原理：

其中，

且；当

时，M_e＝0,

当

时，M_e＝{5[(P_0e/P_e)^2/7-1]}^1/2

当

时，由下式求解M_e：

其中，模型内阻X_in计算所需要的下述数据通过风洞总、静压传感器采集并计算获得：

M_∞-风洞来流马赫数；

P_∞-风洞来流静压。

模型内阻X_in计算所需要的其余数据通过测压耙采集并计算获得：

P_e0-模型尾喷管出口总压；

M_e-模型尾喷管出口马赫数；

P_e-模型尾喷管出口静压。

由上述数据求解获得模型内阻X_in，风洞总、静压传感器测量准确性是既定的，但测压耙的安装准确性将直接影响模型尾喷管出口总压、出口静压和出口马赫数的采集计算精度，从而对模型内阻的计算准确性造成极大影响，故而测压耙安装的准确性及可调性对于内阻和外形气动力的测量具有非常重要的意义。

实施例2：

作为本申请的优选实施例，结合说明书附图3-4、图9所示，在实施例1的结构和原理基础上，为了进一步扩大测压耙的实用性和对不同截面大小的尾喷口进行测压的兼容性，所述测压耙包括与所述假尾支前段6连接并呈“十”字或“X”形的测压耙支架4，所述测压耙支架4上滑动连接有用于安装测压钢管2的滑块3，任一滑块3上安装有至少两根所述测压钢管2。固定式测压耙通常只能适用于单一的模型1的尾喷口，针对不同截面的尾喷口或者同一模型1的尾喷口处于不同扩张或者收敛状态时，采用滑块3的设置能够将测压钢管2按照待测量的区域进行精准布置和调整。当被测尾喷口处于收敛状态，有效气流截面减小时将滑块3沿测压耙支架4中心滑动，以使得所有测压钢管2均处于有效气流截面中；同理，当尾喷口处于扩张状态时，亦可调节滑块3沿远离测压耙支架4的中心滑动。采用“十”字或“X”形布置测压耙支架4能够更加均匀的采集到尾喷口同一气流层的静压或者总压。进一步地，由于模型1的尾喷口内壁会产生一定厚度的附面层，出口总压在附面层内外变化较大，为确保内阻测量精度，避免测量数据失真，须在附面层内外均布置总压管，因此，测压耙支架4的每个分支上处于最远端的两个滑块3上固定的测压钢管2为总压管，同时，在测压耙支架4的中心位置布置一根总压管，则任一测压耙支架4上具有17根总压管。由于出口静压在附面层内外几乎没有变化，静压管只需少量布置，优选将靠近测压耙支架4中心的滑块3上布置静压管，任一测压耙支架4上的静压管应不小于8根。作为静压管和总压管的测压钢管2均采用外径1.2毫米、内径0.8毫米的不锈钢管制造，总压管口端面应垂直于管轴线，静压管前端应做成10°圆锥，在肩部后10倍管径处上、下方开直径0.3毫米到0.4毫米的静压孔。原则上，尾喷管出口周向布置的总压管越多，内阻测量越准确，但需要相应增加测压耙支架4的分支数量，从而增大了测压耙支架4的横截面积，造成较大的阻塞度，干扰出口流场，反而可能影响内阻测量的精准度。为了解决这一问题，本实施例以两个测压耙同时测量双发尾喷口为例；其左、右测压耙支架4的分支采用不同的周向分布形式，其中，左测压耙支架4采用“十”字分布，右测压耙支架4采用“X”字分布，因模型1尾喷口形状一般相同，左、右测压耙所测量获得的总压可互为使用，这样在不增加出口气流阻塞度的情况下增加了尾喷口周向总压测量位置，提高了出口总压和内阻测量的精准度。滑块3的可径向调节使得总、静压管的测量面积可调，实现一个测压耙对多个面积尾喷口模型的内阻测量，避免了现有技术中一个测压耙只能测量一个尾喷口模型的弊端，本发明中的测压耙通用性强，降低了测量设备加工成本，简化了试验流程操作，提高了试验效率。

实施例3：

本实施例在实施例2的基础上，以双测压耙为例，进一步结合说明书附图3-10所示，所述假尾支前段6与测压耙支架4之间连接有假尾支前叉5，假尾支前叉5具有至少一个连接测压耙支架4的端头；所述假尾支前段6与假尾支中段9相互插接，所述假尾支前段6上沿轴线方向设置有至少一条横向条形孔7，任一横向条形孔7内设置有至少一颗与假尾支中段9螺纹连接用于固定假尾支前段6和假尾支中段9相对位置的紧固件。当需要调节假尾支前段6和假尾支中段9之间的轴向距离时，只需要松开设置在横向条形孔7中的所有紧固件，此时假尾支前段6和假尾支中段9形成可拆卸状态，可以任意调节相对位置关系，调整到适合位置时，再次将紧固件锁紧，使得假尾支前段6和假尾支中段9形成固定连接状态，保持相对位置关系不在变化，以实现调整轴向位置的目的，使得当测压耙与尾喷口距离过大或者过小时可以进行调节弥补，以进一步提高测压耙的检测精度。

本实施例中，所述假尾支中段9具有呈半圆柱状的假尾支中段尾10，所述假尾支尾段13具有与假尾支中段尾10相匹配的假尾支尾段头12；所述假尾支中段尾10上设置有至少一条竖向条形槽11，所述竖向条形槽11与假尾支中段尾10轴向方向空间垂直，任一条竖向条形槽11内均设置有至少一颗与假尾支尾段头12螺纹连接用于固定假尾支尾段头12与假尾支中段尾10相对位置的紧固件。将紧固件松开，假尾支中段尾10与假尾支尾段头12可以沿竖向条形槽11的长度方向相互错动，以实现在假尾支径向平面内沿竖向条形槽11长度方向可调节，用于弥补测压耙与尾喷口之间的安装误差。

为了进一步提高假尾支的可调性及调节范围，优选地，所述假尾支尾段头12与假尾支中段尾10之间设置有一块或者多块垫片14。增加垫片14的调节方向与竖向条形槽11在假尾支径向平面内垂直相交，亦即是形成横纵坐标均可调，加之由假尾支前段6和假尾支中段9之间的轴向可调使得整个假尾支对测压耙的任意角度可调，这样从根本上就规避了现有技术中测压耙与尾喷口之间不能精准对位导致的测量误差，从而导致内阻测量数据不准的问题。

本实施例中，所述腹支撑机构由一体成型或相互固定连接的用于支撑固定模型1的腹支撑叶片17、腹支撑扩张段18和腹支撑连接段19组成；所述腹支撑机构贯穿设置有布线孔，布线孔通过线孔盖板16盖合并形成表面平滑连接。所述腹支撑连接段19上设置有定位孔和连接孔20，所述定位孔中具有过盈配合安装的定位销，连接孔20内安装有与弯刀机构15可拆卸固定连接的紧固件。所述腹支撑机构的腹支撑叶片17采用与模型1垂尾部件相同的外形设置，支撑模型1的位置亦与垂尾保持一致，这样可以实现腹支撑机构对模型外流的干扰与垂尾完全相同，从而完全解决了腹支撑干扰大的问题。采用腹支撑代替常规的尾支撑方式，无需放大模型1尾部或减小尾喷口面积，且内流道无尾支杆，模型外形保真度高且内流道通畅，保证了模型外部扰流和进气道唇口溢流及激波形态的真实性，消除了传统尾支杆摩擦阻力引起的内阻测量误差，使得模型气动力和内阻测量更加精准。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.通气模型内阻支撑测量系统，包括安装在风洞内的弯刀机构(15)，一端固定连接于弯刀机构(15)，另一端连接并支撑被测试模型(1)的腹支撑机构，以及安装于模型(1)下风向用于测量模型(1)内阻并连接在弯刀机构(15)上的假尾支机构，所述模型(1)内同轴安装有天平，其特征在于：所述假尾支机构包括支杆和连接在支杆自由端的测压耙，所述支杆由假尾支前段(6)、假尾支中段(9)和假尾支尾段(13)组成；所述假尾支前段(6)与假尾支中段(9)轴向相对位置可拆卸调节，所述假尾支中段(9)与假尾支尾段(13)径向及水平相对位置可拆卸调节。

2.根据权利要求1所述的通气模型内阻支撑测量系统，其特征在于：所述测压耙包括与所述假尾支前段(6)连接并呈“十”字或“X”形的测压耙支架(4)，所述测压耙支架(4)上滑动连接有用于安装测压钢管(2)的滑块(3)，任一滑块(3)上安装有至少两根所述测压钢管(2)。

3.根据权利要求2所述的通气模型内阻支撑测量系统，其特征在于：所述假尾支前段(6)与测压耙支架(4)之间连接有假尾支前叉(5)，假尾支前叉(5)具有至少一个连接测压耙支架(4)的端头；所述假尾支前段(6)与假尾支中段(9)相互插接，所述假尾支前段(6)上沿轴线方向设置有至少一条横向条形孔(7)，任一横向条形孔(7)内设置有至少一颗与假尾支中段(9)螺纹连接用于固定假尾支前段(6)和假尾支中段(9)相对位置的紧固件。

4.根据权利要求1-3任一项所述的通气模型内阻支撑测量系统，其特征在于：所述假尾支中段(9)具有呈半圆柱状的假尾支中段尾(10)，所述假尾支尾段(13)具有与假尾支中段尾(10)相匹配的假尾支尾段头(12)；所述假尾支中段尾(10)上设置有至少一条竖向条形槽(11)，所述竖向条形槽(11)与假尾支中段尾(10)轴向方向空间垂直，任一条竖向条形槽(11)内均设置有至少一颗与假尾支尾段头(12)螺纹连接用于固定假尾支尾段头(12)与假尾支中段尾(10)相对位置的紧固件。

5.根据权利要求4所述的通气模型内阻支撑测量系统，其特征在于：所述假尾支尾段头(12)与假尾支中段尾(10)之间设置有一块或者多块垫片(14)。

6.根据权利要求1-3、5中任一项所述的通气模型内阻支撑测量系统，其特征在于：所述腹支撑机构由一体成型或相互固定连接的用于支撑固定模型(1)的腹支撑叶片(17)、腹支撑扩张段(18)和腹支撑连接段(19)组成；所述腹支撑机构贯穿设置有布线孔，布线孔通过线孔盖板(16)盖合并形成表面平滑连接。

7.根据权利要求6所述的通气模型内阻支撑测量系统，其特征在于：所述腹支撑连接段(19)上设置有定位孔和连接孔(20)，所述定位孔中具有过盈配合安装的定位销，连接孔(20)内安装有与弯刀机构(15)可拆卸固定连接的紧固件。

8.根据权利要求2或3所述的通气模型内阻支撑测量系统，其特征在于：所述测压钢管(2)采用外径1.2毫米、内径0.8毫米的不锈钢管制成，包括多根管口端面垂直于管轴线设置的总压管和管口端面具有10°圆锥的静压管。

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