【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及高速空气动力试验设备设计领域。更具体地说，本专利技术涉及一种亚跨声速变角度进发直连风洞试验支撑平台及设计方法。
技术介绍
1、高速风洞是空气动力试验高速范围的关键试验装置，用于准确模拟和测量多种条件下飞行器的气动特性。亚跨声速进发直连风洞试验将超大型模型、航空发动机等测试设备全部支撑到大型高速风洞中进行测试，以获取模型（或进气道）和发动机在特定工况下的匹配性能，为相关模型或者发动机的修改或定型提供依据。由于此类测试用到的航空发动机通常是真实无缩比发动机，因此模型通常缩比为1，测试设备总体尺寸远大于普通高速风洞试验模型，其载荷、尺寸远超风洞模型支撑机构支撑极限，这给测试设备的支撑带来极大困难。部分进发直连风洞试验的模型及发动机总长达到风洞允许的上限，此问题更加严峻，某些进发直连试验为了测试更多状态下的数据，还要求模型迎角可变，极大的长度和变迎角要求会带来更多难题。为了在高速暂冲风洞中开展亚跨声速进发直连试验，需要解决测试设备支撑、变迎角等难题。
2、通常，具备开展进发直连试验的风洞一般配备有带竖直方向投放功能的多自由度模型支撑机构（以下简称投放机构），以适应不同试验的支撑需求。在具备投放机构的基础上，可以针对性设计超大型支撑系统，该支撑系统固定在投放机构上，以支撑模型和航空发动机。由于投放机构自身的变迎角系统无法承载超大尺寸的模型和发动机，因此可在支撑系统中研制变迎角系统，整体改变模型和发动机迎角。通常，考虑多因素制约，支撑系统的旋心不在模型进气口附近，支撑系统改变迎角后，模型进气口位置会发生改变，依靠投
3、考虑到设计、制造、安装调整以及通用性等因素，亚跨声速变迎角进发直连风洞试验的支撑系统包含变迎角支撑平台、模型支撑装置和发动机台架三大部分，开展进发直连试验前，通常还要开展前导进气道试验，此时，需要把航空发动机更换为流量测量和调节装置。因此，支撑系统的三大部分之间应互相独立，易于组装调整，具备通用性。
4、变迎角支撑平台作为本支撑系统三大核心部分之一，为了满足亚跨声速变迎角进发直连试验的要求，需要专门研制变迎角支撑平台，可支撑模型与发动机以及各自的支撑装置，可以带模型和发动机整体改变迎角，以获取相应的试验数据；并且变迎角支撑平台应有足够的强度和刚度，能够承载模型和发动机的全部载荷；变迎角支撑平台应准确改变所需迎角，并且在承受模型和发动机及其装置重量后，也能够顺利改变迎角，还能在安装模型支撑装置和发动机台架之后，具有可靠的调节手段，使模型进气道出口和发动机入口对正靠拢；最后变迎角支撑平台重量应尽量轻，而现有技术中，并无直接可应用于亚跨声速变角度进发直连风洞试验的变迎角支撑平台。
技术实现思路
1、本专利技术的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。
2、为了实现本专利技术的这些目的和其它优点，提供了一种亚跨声速变角度进发直连风洞试验支撑平台，包括：
3、与风洞投放机构连接固定的定架；
4、安装在定架内的动架；
5、其中，所述动架、定架的中心位置上分别设置有对应的安装孔ⅰ、安装孔ⅱ，且所述动架、定架的两侧分别设置有变角板，且各变角板上设置有多组对动架角度进行调节的调节孔；
6、所述动架、定架通过穿过安装孔、调节孔的三根长销轴进而固定。
7、优选的是，所述动架与定架之间具有2mm左右的间隙。
8、优选的是，各长销轴的一端均设置有直径大于安装孔、调节孔的挡边，另一端设置有供压紧螺钉连接的螺钉孔；
9、其中，所述压紧螺钉与安装孔、调节孔的外边沿通过截面为u形的压块抵紧。
10、优选的是，各长销轴与调节孔之间的缝隙为0.05-0.1mm。
11、优选的是，所述动架在与安装孔相配合的位置上设置有安装座；
12、其中，所述安装孔ⅰ设置在安装座上。
13、一种亚跨声速变角度进发直连风洞试验支撑平台的设计方法，包括：
14、s1、基于模型和发动机的安装位置，以确定模型和发动机分别施加在支撑平台各点上的载荷；
15、s2、基于s1得到的各点载荷，计算支撑平台的最大俯仰力矩mz；
16、s3、基于s2得到的mz、材料许用强度，通过下式得到抗弯截面模量允许的最小值 wzmin：
17、
18、s4、基于支撑平台大梁的 wzmin，通过在三维软件中调整大梁数模的截面尺寸，确定大梁数模截面的惯性矩iz和尺寸参数；
19、
20、上式中，ymax为大梁截面形心到大梁上的点在y方向最大距离；
21、 s5、在理论计算完成后，通过有限元分析对设计结果进行校核。
22、优选的是，所述支撑平台的理论计算包括定架计算和动架计算；
23、其中，因动架与定架之间由三组长销轴连接，故在对动架理论计算时，还需要对三组销轴在仅模型最大载荷、仅发动机最大载荷、模型及发动机最大载荷三种状态下，三组销轴在x、y向上的载荷进行计算，并基于计算结果取最大载荷，以基于定架和动架的变角度板之间的距离算出最大弯矩，再计算出多向应力状态下的最大应力，从而根据第三强度理论反算出长销轴最小直径。
24、本专利技术至少包括以下有益效果：本专利技术提供了一种亚跨声速变迎角进发直连风洞试验支撑平台，该支撑平台能够准确改变迎角，强度和刚度大；具有可靠的模型、航空发动机支撑能力，能够准确支撑模型和发动机，并具有可调节性；其结构重量较轻，对投放机构负担小；可带模型及发动机重量进行变迎角操作，效率高；具有设计加工难度较低的优点，主体结构采用型材和钢板焊接为主的方式，制造成本低，支撑通用性高；满足亚跨声速变迎角进发直连风洞试验需要。
25、本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
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1.一种亚跨声速变角度进发直连风洞试验支撑平台，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的亚跨声速变角度进发直连风洞试验支撑平台，其特征在于，所述动架与定架之间具有2mm左右的间隙。
3.如权利要求1所述的亚跨声速变角度进发直连风洞试验支撑平台，其特征在于，各长销轴的一端均设置有直径大于安装孔、调节孔的挡边，另一端设置有供压紧螺钉连接的螺钉孔；
4.如权利要求1所述的亚跨声速变角度进发直连风洞试验支撑平台，其特征在于，各长销轴与调节孔之间的缝隙为0.05-0.1mm。
5.如权利要求1所述的亚跨声速变角度进发直连风洞试验支撑平台，其特征在于，所述动架在与安装孔相配合的位置上设置有安装座；
6.一种如权利要求1-5任一项所述亚跨声速变角度进发直连风洞试验支撑平台的设计方法，其特征在于，包括：
7.如权利要求6所述亚跨声速变角度进发直连风洞试验支撑平台的设计方法，其特征在于，所述支撑平台的理论计算包括定架计算和动架计算；
【技术特征摘要】
1.一种亚跨声速变角度进发直连风洞试验支撑平台，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的亚跨声速变角度进发直连风洞试验支撑平台，其特征在于，所述动架与定架之间具有2mm左右的间隙。
3.如权利要求1所述的亚跨声速变角度进发直连风洞试验支撑平台，其特征在于，各长销轴的一端均设置有直径大于安装孔、调节孔的挡边，另一端设置有供压紧螺钉连接的螺钉孔；
4.如权利要求1所述的亚跨声速变角度进发直连风洞试验支撑平台，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：叶成，白本奇，张胜，高川，曾利权，蒋明华，黄昊宇，何川，马誉庭，何磊，夏语，刘云浩，
申请(专利权)人：中国空气动力研究与发展中心高速空气动力研究所，
类型：发明
国别省市：
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