CN210347059U - 一种横向喷流四分量管式风洞天平 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种横向喷流四分量管式风洞天平。该风洞天平整体为杆状结构，从前到后依次包括天平与模型安装锥、天平Y‑Mz元应变梁、天平Z‑My元应变梁、天平与支杆安装锥，沿风洞天平的中心轴线开有通孔，通孔为喷流介质气体管路。本实用新型的横向喷流四分量管式风洞天平能够解决喷流介质气体管路对天平测量的干扰，并能够精确测量试验模型X、Y向的空气动力和力矩，该风洞天平天平尺寸小、通用性强，可以广泛应用于细长旋成体横向喷流风洞试验。
Description
技术领域
本实用新型属于风洞试验测试装置技术领域，具体涉及一种横向喷流四分量管式风洞天平。
背景技术
风洞天平是风洞中用以测量气流作用在模型上的空气动力和力矩的测量设备，它能将空气动力和力矩沿三个相互垂直的坐标轴系分解并进行精确测量。其工作机制如下：风洞天平在结构上设计有感应特定载荷作用下产生应变的结构弹性元，如升力元、阻力元等。在这些结构弹性元上，粘贴有电阻应变片并组成惠斯顿电桥，每个电桥都主要针对一个自由度上的载荷，根据各电桥的电信号输出可以计算得到作用在试验模型上的气动力和力矩。风洞天平是风洞的主要测试设备之一，在航空航天领域有广泛的应用背景。
风洞天平从结构形式上分为内式天平和外式天平，其中内式天平又分为杆式天平和环式天平。对于如导弹类的细长旋成体横向喷流风洞试验，现有类型风洞天平无法满足试验需求，主要原因是：一是导弹类的横向喷流喷孔一般位于导弹头段，对于大长细比小尺寸模型，现有杆式天平结构形式无法消除喷流介质气体管路对天平测量的影响；二是由于喷流干扰力和力矩远小于模型气动力和力矩，要精确测量出这个小量，势必要求天平具有高灵敏度、高分辨率，这是一个典型的大量程天平测小量的问题。环式天平虽然能解决部分供气问题，但测量精准度难以满足指标要求；三是天平温度效应大。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种横向喷流四分量管式风洞天平。
本实用新型的横向喷流四分量管式风洞天平，其特点是，所述的风洞天平整体为杆状结构，从前到后依次包括天平与模型安装锥、天平Y-Mz元应变梁、天平Z-My元应变梁、天平与支杆安装锥，沿风洞天平的中心轴线开有通孔，通孔为喷流介质气体管路；天平与模型安装锥上开有与喷流介质气体管路连通的横向喷流喷孔，天平与模型安装锥上还开有固定风洞模型的键槽；所述的天平Y-Mz元应变梁和天平Z-My元应变梁为矩形梁。
所述的天平Y-Mz元应变梁和天平Z-My元应变梁上粘贴的天平应变片为中温应变片。
本实用新型的横向喷流四分量管式风洞天平在天平元件上沿风洞天平中心轴线开通孔，可供喷流介质气体从天平元件中通过，使之流到模型的喷流驻室内。
本实用新型的横向喷流四分量管式风洞天平把纵向两个分量和横向两个分量分别布局在两个不同的测量截面上，并采用矩形梁的结构形式。这种结构形式的主要优点：一是元件位置的布局变化增大了弹性梁的横截面积，有效地提高了天平的纵横向强度和刚度，减小了天平和支杆的变形，既保证了风洞试验的安全，又有效地增大了通气腔的横截面积；二是由于采用纵向分量和横向分量的分开布局，且采用矩形梁结构，给天平应变计的粘贴提供了比较大的贴片面积，可以粘贴比较多的天平应变计，提高天平的供电电压，增大天平的输出信号，有效地提高了天平的灵敏度，既保证了天平既有很好的承载能力，又有很高的分辨率。
本实用新型的横向喷流四分量管式风洞天平，能够解决喷流介质气体管路对天平测量的干扰，并能够精确测量试验模型X、Y向的空气动力和力矩，该天平尺寸小、通用性强，可以广泛应用于细长旋成体横向喷流风洞试验。
附图说明
图1为本实用新型的横向喷流四分量管式风洞天平的主体结构示意图(主视图)；
图2为本实用新型的横向喷流四分量管式风洞天平的主体结构示意图(主剖面图)；
图3为本实用新型的横向喷流四分量管式风洞天平的主体结构示意图(A-A剖面图)；
图4为本实用新型的横向喷流四分量管式风洞天平的主体结构示意图(B-B剖面图)；
图5为本实用新型的横向喷流四分量管式风洞天平的主体结构示意图(C-C剖面图)；
图6为本实用新型的横向喷流四分量管式风洞天平的天平模型一体化加工方式示意图。
图中，1.横向喷流喷孔 2.天平与模型安装锥 3.键槽 4.天平Y-Mz元应变梁5.喷流介质气体管路 6.天平Z-My元应变梁 7.天平与支杆安装锥 8.天平头。
具体实施方式
下面结合附图和实施例详细说明本实用新型。
如图1-5所示，本实用新型的横向喷流四分量管式风洞天平整体为杆状结构，从前到后依次包括天平与模型安装锥2、天平Y-Mz元应变梁4、天平Z-My元应变梁6、天平与支杆安装锥7，沿风洞天平的中心轴线开有通孔，通孔为喷流介质气体管路5；天平与模型安装锥2 上开有与喷流介质气体管路5连通的横向喷流喷孔1，天平与模型安装锥2上还开有固定风洞模型的键槽3；所述的天平Y-Mz元应变梁4和天平Z-My元应变梁6为矩形梁。
所述的天平Y-Mz元应变梁4和天平Z-My元应变梁6上粘贴的天平应变片为中温应变片。
实施例1
本实施例如图2所示，本实施例为本实用新型的横向喷流四分量管式风洞天平的天平与试验模型分离式使用方式。本实施例单独设计加工试验模型，并通过试验模型安装锥孔与天平前安装锥配合安装，本实施例的风洞天平适用于多个试验模型，具有通用性。但喷流驻室位于天平锥内，受模型和天平的结构限制，喷流驻室不可能很大；另外，天平锥上的气孔要与模型喷管入口准确配合并且密封性要好，这给模型加工提出了很高的要求。
实施例2
本实施例如图6所示，本实施例为本实用新型的横向喷流四分量管式风洞天平的天平与试验模型一体化式使用方式。本实施例一体化设计加工试验模型喷管段与天平，即试验模型喷管段是天平头8。这种方式的优点是没有喷流高压气体的密封问题，并且喷流驻室可以做的比较大，但天平没有通用性。
这两种方式都很好地避免了供气系统对天平测量的影响，可以广泛应用于细长旋成体横向喷流风洞试验。
Claims (2)
1.一种横向喷流四分量管式风洞天平，其特征在于，所述的风洞天平整体为杆状结构，从前到后依次包括天平与模型安装锥(2)、天平Y-Mz元应变梁(4)、天平Z-My元应变梁(6)、天平与支杆安装锥(7)，沿风洞天平的中心轴线开有通孔，通孔为喷流介质气体管路(5)；天平与模型安装锥(2)上开有与喷流介质气体管路(5)连通的横向喷流喷孔(1)，天平与模型安装锥(2)上还开有固定风洞模型的键槽(3)；所述的天平Y-Mz元应变梁(4)和天平Z-My元应变梁(6)为矩形梁。
2.根据权利要求1所述的横向喷流四分量管式风洞天平，其特征在于，所述的天平Y-Mz元应变梁(4)和天平Z-My元应变梁(6)上粘贴的天平应变片为中温应变片。
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| CN201921614241.XU CN210347059U (zh) | 2019-09-26 | 2019-09-26 | 一种横向喷流四分量管式风洞天平 |
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| CN210347059U true CN210347059U (zh) | 2020-04-17 |
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| CN201921614241.XU Active CN210347059U (zh) | 2019-09-26 | 2019-09-26 | 一种横向喷流四分量管式风洞天平 |
Country Status (1)
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| CN (1) | CN210347059U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110595725A (zh) * | 2019-09-26 | 2019-12-20 | 中国空气动力研究与发展中心高速空气动力研究所 | 一种横向喷流四分量管式风洞天平 |
| CN115077853A (zh) * | 2022-08-23 | 2022-09-20 | 中国空气动力研究与发展中心高速空气动力研究所 | 一种用于风洞喷流实验的六分量天平及其应用方式 |
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2019
- 2019-09-26 CN CN201921614241.XU patent/CN210347059U/zh active Active
Cited By (3)
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| CN115077853B (zh) * | 2022-08-23 | 2022-11-11 | 中国空气动力研究与发展中心高速空气动力研究所 | 一种用于风洞喷流实验的六分量天平及其应用方式 |
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