一种通气测力风洞试验防止测压耙冲击损坏方法技术

一种通气测力风洞试验防止测压耙冲击损坏方法，通过设计若干个凸起(6)支撑在模型内腔中，当产生冲击挤压测压管(7)时，凸起(6)首先受到挤压，从而形成保护空间，避免测压耙(3)上的测压管(7)受到挤压损坏。当模型含有内套筒(5)时，测压管(7)伸入内套筒(5)和模型(1)之间的空腔，凸起(6)设计在内套筒(5)上，避免变形时在内套筒(5)和模型(1)内壁(4)之间挤压测压管(7)；当模型(1)不含内套筒时，测压管伸入模型(1)和支杆(8)之间的空腔，设计带凸起(6)的套环(9)安装在支杆上，避免变形时在模型(1)内壁(4)和支杆(8)之间挤压测压管(7)。本发明专利技术的方法经过验证有效可靠，能够有效防止测压耙上测压管的冲击损坏，提高了内阻测量精度。

【技术实现步骤摘要】
一种通气测力风洞试验防止测压耙冲击损坏方法
本专利技术是属于实验空气动力学领域，涉及高速风洞中通气测力风洞试验。
技术介绍
通气测力风洞试验是得到广泛应用的研究发动机进气道对飞行器气动特性影响的简单有效的手段之一，它既能模拟进气道入口的气流流动状态，得到准确的飞行器表面的气动力，又能得到进气道的内阻系数，从而能够通过扣除内阻系数得到精准度更高的外形阻力系数。原理是通过测量内管道出口气流的参数得到气流在内管道流出后和进入前的动量差，根据动量定理算出内阻系数。内管道出口气流的参数采用测压耙获得，因此，测压耙测量压力的精准度直接影响内阻系数，然而，高速暂冲式风洞在启动和关车的过程中会对模型产生极大冲击，从而模型挤压测压耙上的测压管，严重的时候甚至直接压扁堵死测压管，导致测压数据失真。为了防止测压耙的冲击损坏，本专利技术通过在空腔内壁上设计若干凸起，当模型受冲击变形要挤压测压管时，凸起首先受到挤压，形成保护空间，防止测压管受到挤压损坏，经过实验验证，该方法有效可靠，能够有效的保护测压耙免受冲击损坏。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种防止测压耙冲击损坏的方法，采用该方法能够有效的避免在风洞启动和关车过程中对测压耙上测压管的挤压损坏，从而保证内管道出口气流参数的准确性，最终得到高精度的内阻系数。本专利技术所要采用的技术方案是：一种通气测力风洞试验防止测压耙冲击损坏方法，通过下述方式实现：通气模型内腔通过锥配合与六分量内式天平连接，天平后端连接支杆，支杆后安装过渡接头，过渡接头与可变攻角的刚性支架相连，支杆上安装测压耙测量通气模型内管道的出口气流参数；判断模型内腔是否能够安装内套筒，若能够安装内套筒，则在内套筒的后端外表面设计凸起，测压耙的测压管伸入内套筒和模型内壁之间；否则，将带凸起的套环套在支杆上且与模型后端面平齐，测压管伸入支杆和模型内壁之间。优选的，所述的套环为空心圆柱，空心圆柱的外壁周向均布有多个凸起；空心圆柱和凸起一体加工。优选的，所述的凸起个数不少于4个，凸起沿周向均匀布置在内套筒外表面上或者套环上。优选的，所述的凸起最优位于两个测压管中间。优选的，相邻两个凸起同时受到挤压时，二者之间形成的保护空间沿径向的最短距离应大于测压管直径1.1倍；凸起沿轴向的长度不小于凸起高度的1倍，同时为了保证凸起的强度，凸起厚不少于高度的0.3倍。优选的，套环的凸起与模型内部不接触。优选的，所述的测压管端口伸过凸起的位置不少于凸起沿轴向的长度的1.5倍。优选的，所述的凸起沿轴向方向的截面由楔形和矩形组成，所述楔形的小端朝向所述气体的来流方向，所述楔形角的取值范围为小于或等于30°。优选的，所述空心圆柱的前端即来流方向设计成斜面，坡度不大于45°，空心圆柱的轴向长度和凸起的长度相同。优选的，所述的空心圆柱的厚度取值范围为0.8mm～1.2mm。优选的，所述的套环内径与支杆外径间隙配合，通风测力时二者之间通过粘接方式固定。优选的，所述凸台和套环的棱边倒角处理。本专利技术与现有技术相比的优点在于：(1)通气测力试验为了能够得到高精度的外形阻力，需要准确扣除内流阻力，内流阻力的精准度取决于内流出口气流参数的测量，为了准确测量出口气流的参数，要求出口测量处气流均匀，因此传统设计要求出口处内管道沿轴向一段距离横截面无变化，并且内壁光滑无对流场产生干扰的附属物。根据风洞多年试验情况，在模型长细比偏大而内腔空间不足等一些不利情况下，风洞启动和关车时气流冲击模型从而挤压测压管导致在开始测量前测压管已经处于恶劣工作状态，甚至是测压管堵塞测量压力值严重失真，从而无法得到准确内流阻力，对于此问题常采用更高强度的材料加工测压管，但材料的强度不能无限增加，冲击严重时仍然会有损坏，此时在试验时每次吹风前更换损坏的测压管，费时费力，结果不理想。本专利技术克服传统方法，在内管道出口气流测量处增加凸起形成保护空间，根据空气动力学原理设计凸起形状和尺寸以及凸起布置位置和数量，并且测压管的端口布置在距凸起适当距离的上游，通过采取上述措施尽管在内管道增加了附属物，突破了传统设计方法，仍能保证测压管端口处气流基本均匀，带来了显著的优点，即能够保证测压管始终处于良好的工作状态，得到高精度的内流阻力；(2)由于现有技术对测压管保护措施不够，当内腔空间不足，风洞启动关车冲击严重时常挤压损坏测压管，需要每次吹风前更换损坏的测压管，费时费力，本专利技术的方法有效保护了测压管，无维修测压管的麻烦，从而提高了试验效率；(3)本专利技术由于对测压管采取了有效的保护措施，从而对加工测压管的材料没有特别要求，容易加工，不像传统方法需要采用高强度材料加工测压管，设计加工困难；(4)传统设计方法常常是在风洞启动时测压管就受到冲击损坏，特别是总压测压管对端口形状有严格要求，稍有变形，就会带来很大误差，因此通过测压管采集的测压数据误差大，从而内流阻力精度低，而本专利技术的方法能够保证测压管始终处于良好工作状态，测压数据可靠，从而得到精准度高的内流阻力。附图说明图1为本专利技术通气测力模型安装示意总图；图2为本专利技术带凸起内套筒的结构示意图；图3为本专利技术带凸起套环的结构示意图；图4为本专利技术凸起的结构示意图；图5为本专利技术测压耙的结构示意图；图6为本专利技术带内套筒模型尾端横截面示意图；图7为本专利技术带套环模型尾端横截面示意图。具体实施方式以下结合附图1-7和具体实施方式对本专利技术做进一步详细说明，具体实施例子分别以带内套筒和无内套筒为例进行说明。通气模型内腔通过锥配合与六分量内式天平连接，天平后端通过楔子连接支杆，支杆后安装过渡接头，最后接头与可变攻角的刚性支架相连，支杆上安装测压耙测量通气模型内管道的出口气流参数，在测压管端口附近设计凸起保护测压管免受到挤压损坏，其主要有两种形式：a.当模型内腔足够大能够安装内套筒时，测压管伸入内套筒和模型内壁之间，在内套筒外表面设计凸起，从而保护测压管免受挤压损坏；b.当模型内腔空间不足没有安装内套筒时，测压管伸入支杆和模型内壁之间，设计带凸起的套环套在支杆上，从而保护测压管免受挤压损坏；套环为空心圆柱，空心圆柱的外壁周向均布有多个凸起，空心圆柱和凸起一体加工，空心圆柱的前端即来流方向设计成斜面，坡度不大于45°，空心圆柱的轴向长度和凸起的长度相同，空心圆柱的厚度取值范围为0.8mm～1.2mm，套环内径与支杆外径间隙配合，通风测力时二者之间通过粘接方式固定；凸起个数不少于4个，凸起沿周向均匀布置在内套筒外表面上或者套环上，凸起最优位于两个测压管中间，相邻两个凸起同时受到挤压时，二者之间形成的保护空间沿径向的最短距离应大于测压管直径1.1倍，凸起沿轴向的长度不小于凸起高度的1倍，同时为了保证凸起的强度，凸起厚不少于高度的0.3倍，套环的凸起与模型内部不接触，测压管端口伸过凸起的位置不少于凸起沿轴向的长度的1.5倍，凸起沿轴向方向的截面由楔形和矩形组成，楔形的小端朝向所述气体的来流方向，所述楔形角的取值范围为小于或等于30°，凸台和套环的棱边倒角处理。第一种带内套筒情况详细说明：某模型1内腔直径为Φ80mm，设计安装外径Φ54mm的内套筒5能够满足流量要求和弹性变形空间要求，所以此模型试验设计安装内套筒5。测压耙3上共有8个测压管7，测压管7的直径为Φ1.5本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种通气测力风洞试验防止测压耙冲击损坏方法，其特征在于通过下述方式实现：通气模型内腔通过锥配合与六分量内式天平连接，天平后端连接支杆，支杆后安装过渡接头，过渡接头与可变攻角的刚性支架相连，支杆上安装测压耙测量通气模型内管道的出口气流参数；判断模型内腔是否能够安装内套筒，若能够安装内套筒，则在内套筒的后端外表面设计凸起，测压耙的测压管伸入内套筒和模型内壁之间；否则，将带凸起的套环套在支杆上且与模型后端面平齐，测压管伸入支杆和模型内壁之间。

【技术特征摘要】
1.一种通气测力风洞试验防止测压耙冲击损坏方法，其特征在于通过下述方式实现：通气模型内腔通过锥配合与六分量内式天平连接，天平后端连接支杆，支杆后安装过渡接头，过渡接头与可变攻角的刚性支架相连，支杆上安装测压耙测量通气模型内管道的出口气流参数；判断模型内腔是否能够安装内套筒，若能够安装内套筒，则在内套筒的后端外表面设计凸起，测压耙的测压管伸入内套筒和模型内壁之间；否则，将带凸起的套环套在支杆上且与模型后端面平齐，测压管伸入支杆和模型内壁之间。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的套环为空心圆柱，空心圆柱的外壁周向均布有多个凸起；空心圆柱和凸起一体加工。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述的凸起个数不少于4个，凸起沿周向均匀布置在内套筒外表面上或者套环上。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述的凸起最优位于两个测压管中间。5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：相邻两个凸起同时受到挤压时，二者之间形成的保护空间沿径向的最...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫卫锋，吴军飞，欧平，唐亚丽，
申请(专利权)人：中国航天空气动力技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11