【摘 要】
：
在Φ0.3m高超声速低密度风洞中,高空高马赫数飞行条件下的飞行器气动力测量试验具有模型小、载荷小、模型温升快等特点.本文简要介绍了针对该试验条件的一种三分量气动力测量应变天平的研制情况.对该天平研制的关键技术进行了分析,提出了旋转90°安装测力模型,采用水平变攻角的运行方式进行模型纵向气动力测量的测力方案,将模型重量与法向力、俯仰力矩气动载荷进行分离,有效解决了气动力载荷与模型重量不匹配的问题,提
【机 构】
：
中国空气动力研究与发展中心,四川绵阳,621000
【出 处】
：
中国空气动力学会测控专业委员会第六届六次全国学术交流会
论文部分内容阅读
在Φ0.3m高超声速低密度风洞中,高空高马赫数飞行条件下的飞行器气动力测量试验具有模型小、载荷小、模型温升快等特点.本文简要介绍了针对该试验条件的一种三分量气动力测量应变天平的研制情况.对该天平研制的关键技术进行了分析,提出了旋转90°安装测力模型,采用水平变攻角的运行方式进行模型纵向气动力测量的测力方案,将模型重量与法向力、俯仰力矩气动载荷进行分离,有效解决了气动力载荷与模型重量不匹配的问题,提高了气动力测量精准度.在天平研制过程中,同时开展了天平结构有限元优化分析工作,获得了天平在各种工况下的受力结果数据,提高了天平设计的准确性和可靠性.
其他文献
为了研究测量平板缝隙台阶模型热流密度,研制了型面薄膜热流传感器和型面同轴热电偶,在激波风洞中测量了台阶块与平板模型不同高度形成的缝隙迎风面的热流密度,分析了两种传感器的热流测量特点.测热试验结果表明两种热流传感器的热流测量值随缝隙深度增加而急剧减小,随台阶高度增加而急剧增加.
在常规连续风洞中开展了某超燃冲压实时可调二元进气道在接力马赫数时的旋转唇口变几何试验研究,获得了接力马赫数Ma4下动态可调进气道的唇口旋转起动特性.试验通过测量并分析中心体子午面沿程压力分布,获得了旋转唇口引起的"起动＜一＞不起动"回路,同时得到了内收缩比引起"起动＜一＞不起动"迟滞圈.结果表明,唇口压缩角直接影响着进气道的起动性能,本研究进气道在唇口角4°是其自起动角,而8°是其不起动角;可旋转
为了迎合新形势下的风洞测压试验任务量的急剧增大.针对风洞实际,结合测压试验的特点,创新开发了提升测压试验精细化水平的测压模型迎角实时测量技术、测压系统实时准度检查技术和测压点对应关系的智能侦测技术.并应用于大型风洞测压试验过程中,有效提升了测压试验的准备效率和试验数据的精准度水平.
飞行器研制不断提升的风洞试验精度需求,促使着测力试验技术的不断改进.低温风洞的引入,对测力天平提出了新的挑战:需要在200K的风洞运行温度范围内,满足天平精度的需求.为此,国外数个团队自30多年前就开始了内式天平用于低温风洞方面的研究,并在NTF、ETW等低温风洞中得到了成功应用.本文介绍了国外主要研究机构的低温天平研制情况,从低温天平的设计与优化、天平材料的选取及热处理、天平的加工与制造、应变片
本文提出了一种旋转弹箭风洞测力实验微量滚转力矩测量新方法,成功地研制了一套新型高精度旋转弹箭风洞测力实验小量程滚转力矩测量设备原理样机,并通过了静态性能指标测试和地面校准.测试结果表明,各项技术指标均达到了风洞测力试验规范GJB2244-2011规定的各项技术指标要求,具备了承担旋转弹箭风洞试验微量滚转力矩高精度测量的能力.
文章主要介绍了阻力舵舵面测力天平的设计情况.铰链力矩天平的总体结构设计通常要根据被测量舵面和其附近机身的结构布局，空间大小以及舵面载荷等因素，考虑天平的安装方式、安装精度、舵偏角变换方式以及测量元件布局等。目前，该天平还未完成加工，但根据以上分析结果可初步判定天平的设计是能够满足试验要求的。当然实际应用效果还有待通过静校准和试验的检验。
本文介绍了激波风洞剪切型摩阻天平的研制情况.该天平使用剪切型压电陶瓷片测量作用在模型表面的摩阻.剪切型摩阻天平在结构上采用与测量单元对称布置的补偿单元对激波风洞运行时的振动进行补偿,提高了摩阻测量的精度.在摩阻天平设计时,采用有限元计算的方法对天平的结构进行了分析,包括静力分析、模态分析和动力学分析三方面的内容,模态分析表明,天平的频响可以达到18kHz.摩阻天平的校准使用专用的加载件实现校准载荷
超燃发动机燃烧室直接摩阻测量需要解决传感器的高温隔热、冷却和灵敏度等问题.根据燃烧室的热环境参数对所设计的摩阻传感器模型进行了冷却换热及剪切方向载荷下的变形数值计算;在此基础上,研制了一种用于高温环境的摩阻传感器,并进行了标定和校核.通过CARDC电弧加热器开展了初步的测试试验和数值模拟,结果表明,数值模拟和测试的摩阻接近,与雷诺比拟准则符合较好.
天平阻力元件的设计是六分量内式天平设计的核心,阻力元件结构的选择是天平设计的关键;通过对六分量天平设计中几种典型的阻力元件结构的分析和比较,指出了不同结构元件的性能差异,为天平阻力元件的设计提供了一定依据.
以MEMS技术为基础的摩阻传感器具有体积小、成本低、可靠性高等特点,主要用于测试并确定飞行器表面摩阻的大小和分布情况,对飞行器设计具有重要意义.高超声速风洞流场内法向载荷较大,远大于待测模型壁面的表面摩阻,这对MEMS摩阻传感器的设计和研制提出了更高的要求.本文基于现有MEMS技术和高超声速风洞流场的载荷特性,设计一种新型MEMS摩阻传感器,采用立体式敏感结构,将表面摩阻转换为摩阻力矩,通过平板电