一种风洞实验高精度阻力测量方法及装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110207944A(43)申请公布日2019.09.06(21)申请号201910563542.2(22)申请日2019.06.26(71)申请人中国航天空气动力技术研究院地址100074北京市丰台区云岗西路17号(72)发明人刘森蒋坤闫卫锋吴晋鹏陈燕兵(74)专利代理机构中国航天科技专利中心11009代理人庞静(51)Int.Cl.G01M9/06(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称一种风洞实验高精度阻力测量方法及装置(57)摘要一种风洞实验高精度阻力测量方法及装置，所述的装置包括花键母、花键轴、风洞天平；花键轴一端与天平支杆连接，另一端与风洞天平锥端连接；风洞天平的平端面与飞行器模型内部垂直飞行器模型中心线的一平面接触并固定，至少两个花键母与飞行器模型内壁固连，用于支撑飞行器模型且能够在花键轴上滑动，保证花键母与花键轴之间只有一个轴向移动自由度。CN110207944ACN110207944A权利要求书1/1页1.一种风洞实验高精度阻力测量方法，其特征在于通过下述方式实现：通过限制风洞实验过程中飞行器模型除轴向方向外其余五个方向的自由度，采用单分量轴向力天平测量风洞实验过程中的飞行器模型的阻力。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的方法适用于飞行器模型在-5°～5°攻角范围内的风洞实验。3.一种风洞实验高精度阻力测量装置，其特征在于：包括花键母、花键轴、风洞天平；花键轴一端与天平支杆连接，另一端与风洞天平锥端连接；风洞天平的平端面与飞行器模型内部垂直飞行器模型中心线的一平面接触并固定，至少两个花键母与飞行器模型内壁固连，用于支撑飞行器模型且能够在花键轴上滑动，保证花键母与花键轴之间只有一个轴向移动自由度。4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述天平支杆、花键轴、花键母、单分量轴向力天平和飞行器模型的中心线重合。5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述风洞天平为单分量轴向力天平。6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述的单分量轴向力天平包括带有中心通孔的内芯、中空外套；所述的内芯包括等直径段和锥段，中空外套为等直径的圆环结构，中空外套套装在所述内芯的等直径段外，二者之间通过支撑梁和弹性梁连接，所述的支撑梁和弹性梁均周向均布，弹性梁上贴应变片组成惠斯通全桥电路；中空外套一端面与飞行器模型内部垂直飞行器模型中心线的一平面接触并固定，内芯的锥段与花键轴一端连接。7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述的单分量轴向力天平一体成型。8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述锥段的锥度1:(5-20)，优选1：10。9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的花键母与飞行器模型内壁之间通过键配合固定。10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的花键轴上沟槽数量不少于2个。2CN110207944A说明书1/3页一种风洞实验高精度阻力测量方法及装置技术领域[0001]本发明涉及风洞测力实验，尤其适用于面对称飞行器模型零度迎角情况下的阻力测量，属于风洞实验技术领域。背景技术[0002]风洞天平是风洞实验过程中，测量飞行器模型气动载荷最核心的部件。然而，由于天平本身的结构特点，升力、侧力、滚转力矩、俯仰力矩和偏航力矩对阻力测量存在干扰，难以完全消除，测量结果存在一定误差；对于某些具有更高阻力测量精度要求的飞行器而言，内置六分量天平的常规测量方法已无法满足阻力测量要求，因此，需设计新的测量方法，以进一步减小阻力测量误差。发明内容[0003]本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种精确测量飞行器零阻的方法及装置。[0004]本发明的技术解决方案是：一种风洞实验高精度阻力测量方法，通过下述方式实现：[0005]通过限制风洞实验过程中飞行器模型除轴向方向外其余五个方向的自由度，采用单分量轴向力天平测量风洞实验过程中的飞行器模型的阻力。[0006]优选的，所述的方法适用于飞行器模型在-5°～5°攻角范围内的风洞实验。[0007]一种风洞实验高精度阻力测量装置，包括花键母、花键轴、风洞天平；[0008]花键轴一端与天平支杆连接，另一端与风洞天平锥端连接；风洞天平的平端面与飞行器模型内部垂直飞行器模型中心线的一平面接触并固定，至少两个花键母与飞行器模型内壁固连，用于支撑飞行器模型且能够在花键轴上滑动，保证花键母与花键轴之间只有一个轴向移动自由度。[0009]优选的，所述天平支杆、花键轴、花键母、单分量轴向力天平和飞行器模型的中心线重合。[0010]优选的，所述风洞天平为单分量轴向力天平。[0011]优选的，所述的单分量轴向力天平包括带有中心通孔的内芯、中空外套；[0012]所述的内芯包括等