[发明专利]一种风洞试验用三孔探针式测压尾耙

说明书

技术领域

本发明涉及翼型气动性能风洞试验技术，具体是一种风洞试验用三孔探针式测压尾耙。

背景技术

与本发明相关的技术是翼型风洞试验动量法阻力测量技术（见王铁城编《空气动力学试验技术》，国防工业出版社，1986，6-5节动量法实验）。测量机构为总、静压测量尾耙，一般由数十或数百个总压探头、数个静压探头、支撑结构以及测压管组成，安装在翼型风洞试验模型后，能测量出翼型模型后一定距离（一般为0.5～1.2倍翼型模型弦长）、沿垂直于来流方向和翼型模型展向的直线的气流总压和静压分布，并以此计算翼型模型的阻力和翼型的阻力系数。但是，该方法仅适合于翼型模型所受升力较小、尾迹气流向下翼面方向偏斜较小和流动无大分离的情况。本发明用三孔探针代替原测量机构的总压探头和静压探头，能测量出翼型模型后一定距离、沿垂直于来流方向和翼型模型展向的直线上各点的气流总压和静压探头两侧的静压分布，按校准结果求出各点处的总压分布、静压分布、二维速度分布和气流偏角，从而能更准确的计算翼型的阻力。该测量结果在翼型试验时也可用于更精确地用动量法求取翼型的升力和俯仰力矩。

专利检索显示国内尚无这种能够测量出尾迹处总压分布、静压分布、二维速度分布和气流偏角的三孔探针式尾迹测量装置的技术发明。

外国专利US20070256506（METHED AND DEVICE FOR MEASURING）公开了几种不同的用于测量来流压力和压差的测压管结构，主要是使用一个半球面碗和测压管连接，使半球面的凹面面向来流，进而得到不受偏角影响的来流总压。该机构可以较准确地得到来流压力，但是不能捕捉到来流角度，不适合描述整个流场的信息。

发明内容

为克服现有技术中存在的因高升力条件的尾迹气流速度偏斜造成的总、静压和翼型模型阻力的结果偏差，不能捕捉到来流角度，不适合描述整个流场的信息的不足，本发明提出了一种风洞试验用三孔探针式测压尾耙。

本发明包括多个三孔探针、连接杆、支撑台、端板、支架和测压管；支撑台安装在支架的上端；多个连接杆分布在支撑台的前缘顶端；在所述各连接杆上均固定有三孔探针；所述相邻的两个三孔探针之间的距离为10mm～15mm，并使试验模型尾迹区域处于最两端的三孔探针之间；所述三孔探针的一端为圆锥形，锥顶角为30°～70°；所述三孔探针1的圆锥端的顶端有总压孔，并且该总压孔的中心线与三孔探针的中心线重合；在该三孔探针的圆锥面上对称分布有两个静压孔；所述总压孔的中心线与两个静压孔的中心线处于同一水平面上；在所述支撑台前缘顶端均布有多个连接杆安装孔；所述连接杆安装孔的数量与连接杆的数量相同；两个端板分别固定在支撑台的两端。支撑台横截面为上下对称的流线形。

支架包括支杆和底板；支杆垂直的固定在底板上；底板上有用于将支架与风洞的下洞壁固的连接孔；支杆上有测压管过孔和连接销安装孔，并且所述测压管过孔与端板上的测压管过孔位置对应，所述连接销安装孔与端板上的连接销安装孔位置对应。

在端板上有测压管的过孔，各三孔探针内的测压管均穿过所述测压管的过孔，与压力测量仪连通；在端板上有连接销的安装孔，通过连接销将该端板与支架固接。

使用本发明时，将三孔探针装至连接杆前端，三孔探针短键插入到连接杆的短槽内并形成过盈配合，连接杆插入支撑台前缘的台阶孔，支撑台两端装上端板并固定，端板通过连接销和焊接固定于支架上。安装保证所有三孔探针垂直于支撑台并位于同一平面内，并使三孔探针的总压孔、两个静压孔也处在该平面内。测压管从探针内插入测压孔处并密封、牢固连接，经连接杆与支撑台内部，由端板上的大孔引出，然后与压力测量采集装置相连。翼型风洞试验时，模型垂直悬挂于风洞上、下两壁之间，支撑台垂直位于翼型模型展向中剖面并垂直气流，所有三孔探针的中心线也位于过风洞中心线的水平面内并平行于风洞中心线，三孔探针的总压孔指向翼型模型。三孔探针的总压孔和两个静压孔均位于过风洞中心线的水平面内。