CN112284676B - 一种应用于风洞试验的模型支撑装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种应用于风洞试验的模型支撑装置。该装置包括模型背支撑、假尾支杆和中部支架组成三角型连接结构，模型背支撑和中部支架整体加工；模型内部安装有天平，模型背支撑支撑在模型的背部，假尾支杆伸入模型尾部并与模型相互隔离不接触，假尾支杆固定在假尾支杆支撑上，模型背支撑和假尾支杆支撑均固定连接在中部支架的上部，中部支架的下端向下延伸并固定在底部支撑平台上，底部支撑平台固定在风洞下壁板上。该装置结构紧凑、小型化、布局合理、使用方便，有效降低了支撑的尺寸、形状对模型气动力的干扰，满足风洞模型支撑系统的要求。

Description

一种应用于风洞试验的模型支撑装置
技术领域
本发明属于高超声速风洞技术领域，具体涉及一种应用于风洞试验的模型支撑装置。
背景技术
常规风洞试验根据模型的支撑按照位置分为尾支撑、背支撑以及腹支撑等。支撑的尺寸、形状对模型气动力会有一定的干扰，因此，在开展风洞试验前，必须对模型的支撑进行优化设计，尽量减小支撑对模型气动力的干扰。
对于一些尾部带有喷管的模型，尾支撑试验会破坏其尾部喷管的型面，而采用背支撑(或腹支撑)时，由于背支撑(或腹支撑)对模型气动力的影响量较大，因此为获得真实型面喷管下模型的气动力，需开展“尾支撑+修型喷管”、“背支撑+真实喷管”试验和“背支撑+假尾支杆+修型喷管”三类试验，最后根据这三类试验的结果，扣除“背支撑干扰”与“喷管修型+尾支撑干扰”的影响量后，最终得到真实型面喷管下模型的气动力。
传统的背支撑试验装置将模型背支撑与假尾支杆支撑分开设计并单独安装，支撑的尺寸、形状对模型气动力的干扰较大。当前，亟需发展一种应用于风洞试验的专用的模型支撑装置。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种应用于风洞试验的模型支撑装置。
本发明的应用于风洞试验的模型支撑装置，其特点是，所述的模型支撑装置包括模型背支撑、假尾支杆和中部支架组成三角型连接结构，模型背支撑和中部支架整体加工；模型内部安装有天平，模型背支撑支撑在模型的背部，假尾支杆伸入模型尾部并与模型相互隔离不接触，假尾支杆固定在假尾支杆支撑上，模型背支撑和假尾支杆支撑均固定连接在中部支架的上部，中部支架的下端向下延伸并固定在底部支撑平台上，底部支撑平台固定在风洞的专用接口上。
进一步地，所述的模型背部开有槽口，模型背支撑从槽口伸入模型内部，槽口与模型背支撑之间留有缝隙，缝隙的宽度保证风洞试验过程中模型背支撑与模型槽口不接触。
进一步地，所述的模型背支撑的上端通过天平安装套筒安装天平，天平前端套装有锥套，模型通过锥面配合固定在天平上；模型背支撑的下端通过圆柱销定位、螺钉固定在中部支架的中部；所述的模型背支撑上开有用于保护天平线的走线槽。
进一步地，所述的模型背支撑替换为模型腹支撑。
进一步地，所述的模型背支撑与中部支架具有系列组合，每种组合对应模型的一个风洞试验攻角范围。
进一步地，所述的中部支架的下端通过圆柱销定位、螺钉固定在底部支撑平台的前端；中部支架还开有走线孔，天平线经走线槽从走线孔穿出后连接至风洞的测控系统。
进一步地，所述的底部支撑平台分为底部支撑平台前段和底部支撑平台后段，底部支撑平台前段沿轴向方向设置有系列圆柱销孔和螺钉孔的组合Ⅰ，底部支撑平台后段沿轴向方向设置有与底部支撑平台前段对应的系列圆柱销孔和螺钉孔的组合Ⅱ，中部支架的轴向位置通过组合Ⅰ和组合Ⅱ组对位置确定，改变组合Ⅰ和组合Ⅱ的组对位置改变中部支架的轴向位置，进而改变模型的轴向位置。
进一步地，所述的底部支撑平台的底部支撑平台后段通过圆柱销定位、螺钉固定在风洞的专用接口上。
进一步地，所述的假尾支杆支撑的上端通过假尾支杆套筒套装固定假尾支杆，假尾支杆支撑的下端通过圆柱销定位、螺钉固定在中部支架的上端。
本发明的应用于风洞试验的模型支撑装置中的假尾支杆支撑和假尾支杆在进行尾支撑风洞试验时，可整体拆除，无需进行模型位置调整，即可保证两种试验的模型位置关系一致。
本发明的应用于风洞试验的模型支撑装置，采用了一体化设计方式，将模型背支撑与假尾支杆支撑统一起来，保证模型背支撑与假尾支杆支撑具有同一个角度基准，能有效控制假尾支杆与模型的同轴性，可有效实现支撑的尺寸、形状对模型气动力的干扰最小化。
本发明的应用于风洞试验的模型支撑装置的支撑结构强度设计合理，能够承受风洞启动时强激波的冲击载荷，不会出现影响气动力测量的模型振动等现象，保证了风洞试验的安全性和试验结果的可靠性。
本发明的应用于风洞试验的模型支撑装置结构紧凑、小型化，可有效提高风洞背支撑(或腹支撑)试验精确性，布局合理，适应于对安装空间大小有限制的环境。
本发明的应用于风洞试验的模型支撑装置结构紧凑、小型化、布局合理、使用方便，有效降低了支撑的尺寸、形状对模型气动力的干扰，满足风洞模型支撑系统的要求。
附图说明
图1为本发明的应用于风洞试验的模型支撑装置中的“背支撑+假尾支杆+修型喷管”试验装置结构图。
图2为本发明的应用于风洞试验的模型支撑装置中的“背支撑+真实喷管”试验装置结构图；
图3a为本发明的应用于风洞试验的模型支撑装置中的模型背支撑结构图(主视图)；
图3b为本发明的应用于风洞试验的模型支撑装置中的模型背支撑结构图(立体图)；
图3c为本发明的应用于风洞试验的模型支撑装置中的模型背支撑结构图(侧视图)；
图4a为本发明的应用于风洞试验的模型支撑装置中的底部支撑平台前段结构图(主视图)；
图4b为本发明的应用于风洞试验的模型支撑装置中的底部支撑平台前段结构图(立体图)；
图5a为本发明的应用于风洞试验的模型支撑装置中的底部支撑平台后段结构图(主视图)；
图5b为本发明的应用于风洞试验的模型支撑装置中的底部支撑平台后段结构图(立体图)；
图6a为本发明的应用于风洞试验的模型支撑装置中的假尾支杆支撑结构图(主视图)；
图6b为本发明的应用于风洞试验的模型支撑装置中的假尾支杆支撑结构图(侧视图)；
图6c为本发明的应用于风洞试验的模型支撑装置中的假尾支杆支撑结构图(立体图)。
图中，1.模型 2.模型背支撑 3.中部支架 4.底部支撑平台 5.假尾支杆支撑 6.假尾支杆；
201.天平安装套筒 202.走线槽；
301.走线孔；
401.底部支撑平台前段 402.底部支撑平台后段；
501.假尾支杆套筒。
具体实施方式
下面结合附图和实施例详细说明本发明。
如图1所示，本发明的应用于风洞试验的模型支撑装置包括模型背支撑2、假尾支杆6和中部支架3组成三角型连接结构，模型背支撑2和中部支架3整体加工；模型1内部安装有天平，模型背支撑2支撑在模型1的背部，假尾支杆6伸入模型1尾部并与模型1相互隔离不接触，假尾支杆6固定在假尾支杆支撑5上，模型背支撑2和假尾支杆支撑5均固定连接在中部支架3的上部，中部支架3的下端向下延伸并固定在底部支撑平台4上，底部支撑平台4固定在风洞的专用接口上。
进一步地，所述的模型1背部开有槽口，模型背支撑2从槽口伸入模型1内部，槽口与模型背支撑2之间留有缝隙，缝隙的宽度保证风洞试验过程中模型背支撑2与模型槽口不接触。
进一步地，如图3a、图3b所示，所述的模型背支撑2的上端通过天平安装套筒201安装天平，天平前端套装有锥套，模型1通过锥面配合固定在天平上；模型背支撑2的下端通过圆柱销定位、螺钉固定在中部支架3的中部；所述的模型背支撑2上开有用于保护天平线的走线槽202。
进一步地，所述的模型背支撑2替换为模型腹支撑。
进一步地，所述的模型背支撑2与中部支架3具有系列组合，每种组合对应模型1的一个风洞试验攻角范围。
进一步地，所述的中部支架3的下端通过圆柱销定位、螺钉固定在底部支撑平台4的前端；如图3c所示，中部支架3还开有走线孔301，天平线经走线槽202从走线孔301穿出后连接至风洞的测控系统。
进一步地，所述的底部支撑平台4分为如图4a、图4b所示的底部支撑平台前段401和如图5a、图5b所示的底部支撑平台后段402，底部支撑平台前段401沿轴向方向设置有系列圆柱销孔和螺钉孔的组合Ⅰ，底部支撑平台后段402沿轴向方向设置有与底部支撑平台前段401对应的系列圆柱销孔和螺钉孔的组合Ⅱ，中部支架3的轴向位置通过组合Ⅰ和组合Ⅱ组对位置确定，改变组合Ⅰ和组合Ⅱ的组对位置改变中部支架3的轴向位置，进而改变模型1的轴向位置。
进一步地，所述的底部支撑平台4的底部支撑平台后段402通过圆柱销定位、螺钉固定在风洞的专用接口上。
进一步地，如图6a、图6b、图6c所示，所述的假尾支杆支撑5的上端通过假尾支杆套筒501套装固定假尾支杆6，假尾支杆支撑5的下端通过圆柱销定位、螺钉固定在中部支架3的上端。
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1
本实施例的实施过程如下：
a.按照图1安装“背支撑+假尾支杆+修型喷管”试验装置，并进行高超声速风洞试验；
b.拆除图1中的假尾支杆支撑5及假尾支杆6，同时将模型1尾部更换为真实喷管，得到图2所示的“背支撑+真实喷管”试验装置，并进行高超声速风洞试验；
c.拆除图2的装置，更换“尾支撑+修型喷管”试验装置，并进行高超声速风洞试验；
d.将步骤a、b、c获得的试验结果进行数据处理，扣除“背支撑干扰”与“喷管修型+尾支撑干扰”的影响量，得到真实型面喷管的模型1的气动力。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的人员而言，在不脱离本发明原理的前提下，可容易地实现另外的改进和润饰，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (6)

1.一种应用于风洞试验的模型支撑装置，其特征在于，所述的模型支撑装置，采用一体化设计方式，将模型背支撑与假尾支杆支撑统一起来，保证模型背支撑与假尾支杆支撑具有同一个角度基准，有效控制假尾支杆与模型的同轴性，有效实现支撑的尺寸、形状对模型气动力的干扰最小化；所述的模型支撑装置结构紧凑、小型化，有效提高风洞背支撑或腹支撑试验精确性，布局合理，适应于对安装空间大小有限制的环境；所述的模型支撑装置包括模型背支撑(2)、假尾支杆(6)和中部支架(3)组成三角型连接结构，模型背支撑(2)和中部支架(3)整体加工；模型(1)内部安装有天平，模型背支撑(2)支撑在模型(1)的背部，假尾支杆(6)伸入模型(1)尾部并与模型(1)相互隔离不接触，假尾支杆(6)固定在假尾支杆支撑(5)上，模型背支撑(2)和假尾支杆支撑(5)均固定连接在中部支架(3)的上部，中部支架(3)的下端向下延伸并固定在底部支撑平台(4)上，底部支撑平台(4)固定在风洞的专用接口上；
所述的模型背支撑(2)与中部支架(3)具有系列组合，每种组合对应模型(1)的一个风洞试验攻角范围；
所述的底部支撑平台(4)分为底部支撑平台前段(401)和底部支撑平台后段(402)，底部支撑平台前段(401)沿轴向方向设置有系列圆柱销孔和螺钉孔的组合Ⅰ，底部支撑平台后段(402)沿轴向方向设置有与底部支撑平台前段(401)对应的系列圆柱销孔和螺钉孔的组合Ⅱ，中部支架(3)的轴向位置通过组合Ⅰ和组合Ⅱ组对位置确定，改变组合Ⅰ和组合Ⅱ的组对位置改变中部支架(3)的轴向位置，进而改变模型(1)的轴向位置；
所述的假尾支杆支撑(5)的上端通过假尾支杆套筒(501)套装固定假尾支杆(6)，假尾支杆支撑(5)的下端通过圆柱销定位、螺钉固定在中部支架(3)的上端。
2.根据权利要求1所述的应用于风洞试验的模型支撑装置，其特征在于，所述的模型(1)背部开有槽口，模型背支撑(2)从槽口伸入模型(1)内部，槽口与模型背支撑(2)之间留有缝隙，缝隙的宽度保证风洞试验过程中模型背支撑(2)与模型槽口不接触。
3.根据权利要求1所述的应用于风洞试验的模型支撑装置，其特征在于，所述的模型背支撑(2)的上端通过天平安装套筒(201)安装天平，天平前端套装有锥套，模型(1)通过锥面配合固定在天平上；模型背支撑(2)的下端通过圆柱销定位、螺钉固定在中部支架(3)的中部；所述的模型背支撑(2)上开有用于保护天平线的走线槽(202)。
4.根据权利要求1所述的应用于风洞试验的模型支撑装置，其特征在于，所述的模型背支撑(2)替换为模型腹支撑。
5.根据权利要求1所述的应用于风洞试验的模型支撑装置，其特征在于，所述的中部支架(3)的下端通过圆柱销定位、螺钉固定在底部支撑平台(4)的前端；中部支架(3)还开有走线孔(301)，天平线经走线槽(202)从走线孔(301)穿出后连接至风洞的测控系统。
6.根据权利要求1所述的应用于风洞试验的模型支撑装置，其特征在于，所述的底部支撑平台(4)的底部支撑平台后段(402)通过圆柱销定位、螺钉固定在风洞的专用接口上。
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