本发明专利技术公开了一种激波风洞推力测量试验装置，包括支撑座、天平、模型天平转接件、整流罩以及加速度计。支撑座、天平、模型天平转接件由下至上依次设置，整流罩固定安装在支撑座上，并围设在天平和模型天平转接件外侧，且整流罩内壁不与天平和模型天平转接件相接触。加速度计安装于天平上。本发明专利技术提供的激波风洞推力测量装置，使用两个天平组合测量作用在模型上的推力，通过调整两个天平之前的距离，可适应不同长度模型推力测量的要求，天平的适应性较好，节约了天平的制作成本，通过加速度计对测量信号进行补偿，满足了激波风洞极短有效试验时间的测量需求。验时间的测量需求。验时间的测量需求。
【技术实现步骤摘要】
一种激波风洞推力测量试验装置
[0001]本专利技术属于空气动力试验
，涉及一种激波风洞推力测量试验装置。
技术介绍
[0002]在燃烧冲压发动机的研制中，发动机推力的优化是研究者关注的重点。因此，在地面试验设备中进行发动机推力的测量是超燃冲压发动机研究中的一个重要方向。在脉冲型激波风洞中开展超燃冲压发动机推力测量试验是获得高马赫数超燃冲压发动机推力的一个重要手段。澳大利亚昆士兰大学T4激波风洞均开展了应力波天平超燃冲压发动机推力测量试验，日本HIEST自由活塞激波风洞上使用加速度计自由飞测力试验技术进行了超燃冲压发动机推力的测量试验。
[0003]但采用应力波天平和加速度计自由飞测量试验均需要将模型悬挂安装在试验段壁面上，当试验模型较大时，悬挂安装方式对试验段的强度具有较高的要求。
[0004]此外，真实飞行器在飞行时，飞行器表面的温度在高速气流的作用下迅速升高，为了测量模型避免的温度对气动力测量结果的影响，需要对模型进行预加热。当对模型加热时，采用内式天平的时候，天平的敏感元件将置于模型的温度场之内，在温度效应下，将影响气动力测量结果。
技术实现思路
[0005]针对现有发动机推力测量技术中，悬挂安装方式对试验段强度要求高且燃烧室高温影响天平测量准确度的问题，本专利技术的目的在于提供一种激波风洞推力测量试验装置，该试验装置可直接安装模型，且天平置于发动机燃烧室外面，可有效避免燃烧室高温对天平测量结果的影响，能够在毫秒量级实现对超过3m量级的试验模型推力的精确测量。
[0006]为达到上述目的，本专利技术提供的一种激波风洞推力测量试验装置，包括支撑座、天平、模型天平转接件、整流罩以及加速度计；
[0007]所述支撑座包括底板和两个固定设置于底板上的天平安装座，每个天平安装座上安装一组天平；
[0008]所述天平包括上连接板、下连接板、若干支撑柱、两组敏感梁以及敏感元件，所述支撑柱的上端部、下端部分别通过弹性铰链与上连接板、下连接板相连接；两组敏感梁沿天平长度方向对称设置在上连接板、下连接板之间的两侧，敏感梁包括立柱Ⅰ、立柱Ⅱ以及力敏梁，立柱Ⅰ、立柱Ⅱ固定设置在上连接板与下连接板之间，所述力敏梁的左端部、右端部分别通过弹性铰链与立柱Ⅰ、立柱Ⅱ相连接；对应每根力敏梁安装一个加速度计，用于对天平的测量信号进行补偿；所述敏感元件粘贴在力敏梁上，用于测量力敏梁的变形，从而测量作用在模型表面的气动力；
[0009]所述模型天平转接件与天平的上连接板固定连接，天平通过模型天平转接件与模型进行连接；
[0010]所述整流罩固定安装在支撑座上，并围设在天平和模型天平转接件外侧，且整流
罩内壁不与天平和模型天平转接件相接触。
[0011]上述激波风洞推力测量试验装置，该试验装置还包括角度楔块，所述角度楔块安装于模型与模型天平转接件之间。当需要在有攻角情况下测量模型上的气动力时，通过该角度楔块即可实现。
[0012]上述激波风洞推力测量试验装置，所述模型天平转接件主要作为天平和模型之间的连接件，通过该模型天平转接件将模型安装于该试验装置上，如此即无需将模型悬挂安装在试验段壁面上。在满足模型天平转接件前述作用的基础上，对于模型天平转接件的具体结果并没有特殊的限制，可以采用本领域中常规的连接件设计结构。在本专利技术中，优选模型天平转接件呈横、纵截面均为工字型的结构，该结构连接稳定性更强。
[0013]上述激波风洞推力测量试验装置，所述整流罩的作用是将敏感元件与试验气流隔离，从而降低试验气流对天平敏感元件的影响。整流罩的前端优选为楔形结构，整流罩的后端设有走线孔，走线孔用于测量信号线的引出。前端呈楔形结构是对天平的外形结构的进一步优化，降低天平结构试验测量的影响。进一步地，所述整流罩优选由若干拼接板拼接而成，可通过螺钉或其它常规固定方式固定连接成为一个整体。
[0014]上述激波风洞推力测量试验装置，所述敏感元件的作用主要是测量力敏梁的变形，从而测量作用在模型表面的气动力，因而敏感元件可以采用本领域常规使用的敏感于其间，如压电片或半导体应变片中的一种。
[0015]上述激波风洞推力测量试验装置，所述支撑座的底板主要作用一是安装天平安装座，其次通过螺钉连接的方式可与风洞的攻角机构固定连接。底板的形状并没有特殊限制，即可呈一体式的长方形结构，也可以采用由底板Ⅰ和底板Ⅱ组成的分体式结构，当为分体式结构时，两个天平安装座分别安装于底板Ⅰ和底板Ⅱ上。采用分体式结构，可以更方便的调节两组天平之间的间距，进而适应不同长度的模型，满足不同长度模型推力测量的要求。更一步地，天平安装座的主要作用是安装天平，因而在满足安装天平的基础上，其结构可以采用常规设计，如整体呈方体结构，或由柱体和安装面板组成，均可。
[0016]上述激波风洞推力测量试验装置，通过两个天平组合测量作用在模型上的推力，优选地，当模型的长度大于三倍天平长度时，采用两组天平进行推力的测量，当模型的长度小于或等于模型长度三倍时，采用一组天平进行测量；当采用两组天平测量时，作用在模型上的推力为两组天平测量得到的气动力(即推力)之和。
[0017]与现有技术相比，本专利技术提供的技术方案产生了以下有益的技术效果：
[0018]1.本专利技术提供的激波风洞推力测量试验装置，通过两组天平组合测量作用在模型上的推力，通过调整两个天平之前的距离，即可适应不同长度模型推力测量的要求，天平的适应性更好，且节约了天平的制作成本。
[0019]2.本专利技术提供的激波风洞推力测量装置，通过加速度计对天平的测量信号进行补偿，提高了天平在脉冲风洞的适应性，满足了激波风洞极短有效试验时间的测量需求；且天平置于发动机燃烧室外面，有效避免了燃烧室高温对天平测量结果的影响，测量具有高的准确性。
[0020]3.本专利技术提供的激波风洞推力测量装置，整体结构简单合理，模型通过转接件即与天平相连接，对试验段的强度无特殊的要求，其能够在毫秒量级实现对超过3m量级的试验模型推力的测量。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，以下将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，以下描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图所示实施例得到其它的实施例及其附图。
[0022]图1为本专利技术的激波风洞推力测量装置装配立体图(无整流罩)；
[0023]图2为本专利技术的激波风洞推力测量装置装配立体图(有整流罩)；
[0024]图3为本专利技术的激波风洞推力测量装置在有攻角情况下的装配立体图(有整流罩)；
[0025]图4为天平结构立体图；
[0026]图5为天平的敏感梁结构局部示意图；
[0027]图6为整流罩安装示意图；
[0028]图7为支撑座结构立体图；
[0029]图8为模型天平转接件结构立体图；
[0030]图9为整流罩结构立体图；...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种激波风洞推力测量试验装置，其特征在于，包括支撑座(1)、天平(2)、模型天平转接件(3)、整流罩(4)以及加速度计(5)；所述支撑座(1)包括底板(17)和两个固定设置于底板(17)上的天平安装座(16)，每个天平安装座(16)上安装一组天平(2)；所述天平(2)包括上连接板(7)、下连接板(8)、若干支撑柱(9)、两组敏感梁以及敏感元件(13)，所述支撑柱(9)的上端部、下端部分别通过弹性铰链(11)与上连接板(7)、下连接板(8)相连接；两组敏感梁沿天平(2)长度方向对称设置在上连接板(7)、下连接板(8)之间的两侧，敏感梁包括立柱Ⅰ、立柱Ⅱ以及力敏梁(10)，立柱Ⅰ、立柱Ⅱ固定设置在上连接板(7)与下连接板(8)之间，所述力敏梁(10)的左端部、右端部分别通过弹性铰链(11)与立柱Ⅰ、立柱Ⅱ相连接；对应每根力敏梁(10)安装一个加速度计(5)，用于对天平(2)的测量信号进行补偿；所述敏感元件(13)粘贴在力敏梁(10)上，用于测量力敏梁(10)的变形，从而测量作用在模型(6)表面的气动力；所述模型天平转接件(3)与天平(2)的上连接板(7)固定连接，天平(2)通过模型天平转接件(3)与模型(6)进行连接；所述整流罩(4)固定安装在支撑座(1)上，并围设在天平(2)...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵荣娟，刘施然，吴里银，吕治国，周正，吕明磊，孔小平，
申请(专利权)人：中国空气动力研究与发展中心空天技术研究所，
类型：发明
国别省市：
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