本发明专利技术属于高速风洞试验技术领域，公开了一种脉冲燃烧风洞模型支架
【技术实现步骤摘要】
一种脉冲燃烧风洞模型支架-天平一体化测力装置
[0001]本专利技术涉及高速风洞试验
，尤其涉及一种脉冲燃烧风洞模型支架
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天平一体化测力装置。
技术介绍
[0002]获取一体化飞行器模型在试验过程中所受到(产生)气动力载荷，是脉冲燃烧风洞的风洞试验的主要目的之一。由于脉冲燃烧风洞试验时间很短(约0.3s)、冲击载荷大，要获得飞行器模型在试验过程中所受到的气动力载荷非常困难，这使得测力技术成为脉冲燃烧风洞试验的关键技术之一。
[0003]要在测得高超声飞行器试验模型所受到(产生)的气动力载荷，必须保证测力天平在有效试验时间内能够测得至少6个周期的振动信号，现阶段试验模型多采用不锈钢和铝合金材料加工，模型质量较重，对于喷管直径为600mm的脉冲燃烧风洞，试验模型质量可达500kg，对于喷管直径为2.4m的脉冲燃烧风洞，试验模型的质量可达3.5t，因此要测得试验过程中飞行器试验模型所受到(产生)的气动力载荷，测力天平必须具有很高的刚度，这使得应变式测力天平成为脉冲燃烧风洞测力方式的最佳选择。
[0004]现有的脉冲燃烧风洞应变天平测力支撑方式主要有尾支和背支(或腹支)两种，尾支支撑方式主要应用于质量较轻、尺度较小的模型测力，且对于机体/推进一体化飞行器试验模型，由于尾支杆的存在，会破坏模型内部发动机流道，对于一体化飞行器试验模型测力造成很大影响，背支(或腹支)支撑方式在一定程度上消除了支撑方式对一体化飞行器试验模型发动机流道的影响，且背支(或腹支)所采用的测力天平为盒式天平，设计时刚度可以更高，更加有利于天平测力，但是背支(或腹支)支架对模型周围气流的影响则只能通过CFD方法进行修正，而且现有的背支支撑方式天平均安装于模型内部，导致模型内可用用于安装油路系统或其他设备的空间大幅度减小，不利于风洞试验的开展，但现阶段脉冲燃烧风洞试验测力仍然多采用背支(或腹支)的方式开展。
[0005]采用背支(或腹支)的测力系统设计方式为模型、天平、支架三部分独立设计，试验时将支架固定于风洞地基上，测力天平安装于支架上，最后将模型安装在测力天平上。但是一体化飞行器最显著的特点之一就是扁平比很高，模型内部可用空间十分有限，且还需要安装大量的供油装置、数据测量装置等，模型设计时留给测力天平的可用完整空间很小，给模型设计带来很大难度。
技术实现思路
[0006]本专利技术意在提供一种脉冲燃烧风洞模型支架-天平一体化测力装置，以解决现有的支架、天平对试验模型内部空间占用大的问题。
[0007]为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种脉冲燃烧风洞模型支架
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天平一体化测力装置，包括上板和下板，所述上板和下板之间固定有天平主体，所述天平主体包括上测量部和下支撑部，所述上测量部包括底座，所述底座与下支撑部固接，所述底座的上
端中部设有两第一测量梁，所述底座的上端两侧对称设有第二测量梁，所述第一测量梁的上端和第二测量梁的上端共同设有一中隔板，所述中隔板的上端中部设有第三测量梁，所述中隔板的上端两侧对称设有第四测量梁，所述第三测量梁和第四测量梁的上端共同设有顶板，所述顶板与上板固接，两根第一测量梁布置有惠斯通电桥Y3，两根第二测量梁分别布置有惠斯通电桥Y1和惠斯通电桥Y2，所述第三测量梁与两侧的第四测量梁之间分别布置有惠斯通电桥X1和惠斯通电桥X2，所述惠斯通电桥X1和惠斯通电桥X2用于测量试验模型所受的轴向力，所述惠斯通电桥Y1、惠斯通电桥Y2和惠斯通电桥Y3 用于测量试验模型所受的法向力和俯仰力矩，所述上测量部罩有保护罩，所述保护罩与顶板分离，所述天平主体的背风侧设有出线整流罩，所述出线整流罩的容纳空间两端分别贯通上板和下板。
[0008]优选地，所述底座的上端两侧均设有基座，所述顶板的下端和中隔板的两侧均与基座的对应侧面之间留有间隙I。
[0009]优选地，所述基座靠近中隔板的侧面上下两端分别设有第一限位块和第二限位块，所述顶板的下侧设有与第一限位块相配合的第三限位块。
[0010]优选地，两根第一测量梁沿底座的径向前后布置，前侧的第一测量梁的上端前侧与中隔板固接，前侧的第一测量梁的上端后侧与中隔板留有间隙Ⅱ，后侧的第一测量梁的上端后侧与中隔板固接，后侧的第一测量梁的上端前侧与中隔板同样留有间隙Ⅱ，前侧的第一测量梁的后端面粘贴有应变计Y32，后侧的第一测量梁的前端面粘贴有应变计Y33，前侧的第一测量梁的前端面下部和后侧的第一测量梁的后端面下部均设有第一缺口，前侧的第一缺口的竖向端面粘贴有应变计 Y31，后侧的第一缺口的竖向端面粘贴有应变计Y34，所述应变计Y31、应变计 Y32、应变计Y33和应变计Y34组成惠斯通电桥Y3；两根第二测量梁的相背端面下部均设有第二缺口，左侧第二测量梁的上端左侧和右侧第二测量梁的上端右侧均与中隔板固接，左侧第二测量梁的上端右侧和右侧第二测量梁的上端左侧均与中隔板留有间隙Ⅲ，左侧第二测量梁的右端面前后分别粘贴有应变计Y12和应变计Y14，右侧第二测量梁的左端面前后分别粘贴有应变计Y21和应变计Y23，左侧第二缺口的竖向端面前后分别粘贴有应变计Y11和应变计Y13,右侧第二缺口的竖向端面前后分别粘贴有应变计Y22和应变计Y24，所述应变计Y11、应变计 Y12、应变计Y13和应变计Y14组成惠斯通电桥Y1，所述应变计Y21、应变计Y22、应变计Y23和应变计Y24组成惠斯通电桥Y2；所述第三测量梁的左端面前后分别粘贴有应变计X24和应变计X21，所述第三测量梁的右端面前后分别粘贴有应变计X23和应变计X22，所述应变计X21、应变计X22、应变计X23和应变计X24 组成惠斯通电桥X2，左侧第四测量梁的右端面前后分别粘贴有应变计X11和应变计X13，右侧第四测量梁的左端面前后分别粘贴有应变计X12和应变计X14，所述应变计X11、应变计X12、应变计X13和应变计X14组成惠斯通电桥X1。
[0011]优选地，所述间隙I、间隙Ⅱ和间隙Ⅲ宽度范围为1mm-2mm。
[0012]优选地，所述上板和下板均轴向间隔分布有两个销钉孔，且围绕两个销钉孔间隔分布有若干螺钉孔，所述上板和下板均通过销钉与天平主体定位，所述上板和下板均通过螺钉与天平主体固定连接，所述上板和下板的前后两侧均间隔分布有若干螺纹间隙孔，所述上板的螺纹间隙孔为沉头螺钉孔。
[0013]采用上述技术方案，本专利技术具有如下有益效果：
[0014](1)本专利技术实现了脉冲燃烧风洞测力系统的支架、天平一体化设计，既吸收了盒式
应变天平刚度高的特点，又大大节约了试验模型内部的空间，为供油装置、传感器等零部件的安装释放了模型空间。
[0015](2)本专利技术通过上层的惠斯通电桥X1和惠斯通电桥X2实现试验模型的轴向力测量，通过下层的惠斯通电桥Y1、惠斯通电桥Y2和惠斯通电桥Y3的不同组合方式实现实验模型的法向力和俯仰力矩，具有测量精确、操作容易的优点。
[0016](3)本专利技术设计了保护罩，使得测量元件不暴露在风洞气流中，防止高温破坏；本专利技术本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种脉冲燃烧风洞模型支架-天平一体化测力装置，其特征在于：包括上板和下板，所述上板和下板之间固定有天平主体，所述天平主体包括上测量部和下支撑部，所述上测量部包括底座，所述底座与下支撑部固接，所述底座的上端中部设有两第一测量梁，所述底座的上端两侧对称设有第二测量梁，所述第一测量梁的上端和第二测量梁的上端共同设有一中隔板，所述中隔板的上端中部设有第三测量梁，所述中隔板的上端两侧对称设有第四测量梁，所述第三测量梁和第四测量梁的上端共同设有顶板，所述顶板与上板固接，两根第一测量梁布置有惠斯通电桥Y3，两根第二测量梁分别布置有惠斯通电桥Y1和惠斯通电桥Y2，所述第三测量梁与两侧的第四测量梁之间分别布置有惠斯通电桥X1和惠斯通电桥X2，所述惠斯通电桥X1和惠斯通电桥X2用于测量试验模型所受的轴向力，所述惠斯通电桥Y1、惠斯通电桥Y2和惠斯通电桥Y3用于测量试验模型所受的法向力和俯仰力矩，所述上测量部罩有保护罩，所述保护罩与顶板分离，所述天平主体的背风侧设有出线整流罩，所述出线整流罩的容纳空间两端分别贯通上板和下板。2.根据权利要求1所述的一种脉冲燃烧风洞模型支架-天平一体化测力装置，其特征在于：所述底座的上端两侧均设有基座，所述顶板的下端和中隔板的两侧均与基座的对应侧面之间留有间隙I。3.根据权利要求2所述的种脉冲燃烧风洞模型支架-天平一体化测力装置，其特征在于：所述基座靠近中隔板的侧面上下两端分别设有第一限位块和第二限位块，所述顶板的下侧设有与第一限位块相配合的第三限位块。4.根据权利要求3所述的一种脉冲燃烧风洞模型支架-天平一体化测力装置，其特征在于：两根第一测量梁沿底座的径向前后布置，前侧的第一测量梁的上端前侧与中隔板固接，前侧的第一测量梁的上端后侧与中隔板留有间隙Ⅱ，后侧的第一测量梁的上端后侧与中隔板固接，后侧的第一测量梁的上端前侧与中隔板留有间隙Ⅱ，前侧的第一测量梁的后端面粘贴有应变计Y32，后侧的第一测量梁的前端面粘贴有应变计Y33，前侧的第一测量梁的前端面下部和后侧的...
【专利技术属性】
技术研发人员：吕金洲，王琪，张小庆，袁仕果，武龙，王锋，贺元元，吴颖川，
申请(专利权)人：中国空气动力研究与发展中心，
类型：发明
国别省市：
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