0.6米×0.6米风洞级间分离与网格测力试验设计

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级间分离与网格测力试验是风洞试验技术之一,是一种模拟飞行器在飞行过程中,两级或多级分离,同时测量飞行器各级在干扰流场中所受的气动载荷的试验。该试验技术已普遍用于多极飞行器、带外挂物飞行器的研制,可为分离的安全边界,母体和分离体的外形设计以及总体的合理布局,飞行器分离姿态控制,提供风洞试验数据。在这之前,我国风洞在马赫数范围2.0~4.5内还不具备级间分离与网格测力试验的能力。为了满足型号需要,本文在中国空气动力研究与发展中心0.6米×0.6米风洞实现了级间分离与网格测力试验,并应用于某型号。本文介绍了0.6米×0.6米风洞的结构、性能,分析了其建立新试验技术的优势,以及需要解决的问题。文章利用风洞上、下机构分别独立支撑母体模型和分离体模型,实现了两个模型的支撑。母体模型采用背支撑方式,分离体模型采用尾支撑方式。设计了母体支撑装置和分离体支撑装置,其强度和干扰满足试验要求。设计了开槽与原壁板不同的专用壁板,满足分离体的轴向移动空间和母体横向移动空间需求。在上机构安装了伺服电机、传动机构、位移传感器,实现了上机构自动运行,使母体模型移动效率提高。采用西门子公司的802C base line作为模型支撑机构的独立控制器,减轻了风洞控制计算机的负担,也实现了下机构在水平、竖直方向联动精确运行。优化了试验控制程序,在流程中加入位置补偿解决了模型参考中心与风洞旋心不重合的问题,加入网格点循环实现了模型在不同位置的载荷测量。采用应变式天平测量模型在试验中受到的载荷。天平信号经过了滤波、放大,确保了试验数据的准确。最后,本文给出了试验方法和数据处理方法。为了便于安装,模型应设计为两段,尺寸应严格遵循设计规范。调整模型安装角时,将最大翼展位置作为滚转角参考点,模型等值段作为迎角参考点,可提高型安装精度。利用自编软件将网格点转换成802C base line指定的格式,提高了试验效率。试验结果给出了风轴系、滚转体轴系、非滚转体轴系下模型受到的载荷和气动系数。
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