[实用新型]一种复合式大阻力风洞应变天平

说明书

技术领域

本实用新型属于航空航天测力实验气动力测量技术领域，尤其是针对返回舱、着陆器等大升阻比气动模型的测力问题，本实用新型的一种复合式大阻力风洞应变天平，利用复合式回路结构紧凑布局测量元件，缩短天平长度，增大天平直径，提高天平阻力元的承载能力和天平的整体刚度，能够较好的对模型六个分量的气动力进行测量。

背景技术

在涉及到返回舱、着陆器等大升阻比模型的气动力测量问题时，由于模型具有直径大、长度短的特点，造成需要测量的阻力载荷大小往往是升力载荷的十倍左右，载荷匹配难度大，测量精度要求高。通过增大天平直径可以增大阻力承载能力，但一方面传统的三段串联杆式天平的直径一般与支杆等直段直径相等，并且需要与模型尾部内腔保持足够的间隙以保证模型受载后天平和支杆不会与模型产生空间干涉。受到模型尾部空间尺寸的限制和足够的间隙要求，天平及支杆的直径较小，无法提高阻力测量量程。另一方面此类模型的长度较短，无法将传统三段串联杆式天平的测量元件全部置于模型体内腔，对露出模型体的天平部分还需要进行额外的设计以保护天平。使用复合式回路结构可充分利用模型体内腔空间，有效缩短天平长度，增加天平直径，增大天平承载能力，是一种能够满足此类模型试验天平设计和测量要求的行之有效的方法。

实用新型内容

本实用新型克服了现有技术中的缺点，提供了一种复合式大阻力风洞应变天平，旨在解决传统三段串联杆式天平在返回舱、着陆器等模型气动力测量时天平安装难度大、阻力承载能力不足和天平设计未充分利用模型内腔空间的缺陷，提供一种复合式回路风洞应变天平及支杆，完成了对模型六个分量气动载荷的精确测量。本实用新型采用独特的复合式回路结构将天平六个分量的测量元件通过嵌套方式组合在一起，减小了天平的整体长度，并合理利用模型内腔空间大的特点，增大天平直径，增强天平承载能力，特别是增大阻力测量量程，提高了风洞试验安全性。

本实用新型的技术方案是：一种复合式大阻力风洞应变天平，包括复合式回路天平和支杆，所述复合式回路天平包括自由端过渡段、2号支撑段、1号支撑段、固定端过渡段、支杆连接段；所述支杆包括锥形连接段和等直段；所述自由端过渡段通过位于左右两侧的四柱梁(即侧力、俯仰力矩和滚转力矩测量元件)与2号支撑段连接；所述固定端过渡段通过位于上下两侧的两柱梁(即升力和偏航力矩测量元件)与1号支撑段连接；1号支撑段与2号支撑段通过位于内侧的四柱梁(即阻力测量元件)连接；所述支杆连接段与支杆的锥形连接段连接。

与现有技术相比，本实用新型的优点是：一是发展了独特的天平设计思想，突破了传统三段式串联杆式天平结构的局限。二是增大了天平直径，提高了天平承载能力，特别是增大了阻力测量量程。三是缩短了天平长度，在模型轴向尺寸有限的情况下仍然将天平元件整体置于模型体内部，提高了试验的安全性，延长了天平使用寿命。四是扩大了天平设计空间，有利于天平元件结构和布局优化设计。五是可广泛应用于升阻比较大或者冲击载荷较大的风洞试验天平研制中，具有良好的实用性和推广价值。

附图说明

本实用新型将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是本实用新型的一种复合式大阻力风洞应变天平装配示意图；

图2是本实用新型的一种复合式大阻力风洞应变天平结构示意图；

图3是图2的俯视图；

图4是图2的A-A剖视图；

图5是图2的B-B剖视图；

图6是图2的C-C剖视图；

图中：1.模型，11.模型内腔，12.模型尾段内腔，2.复合式大阻力应变天平，21.法兰连接端，22.自由端过渡段，23.侧力、俯仰力矩和滚转力矩测量元件，24.2号支撑段，25.阻力测量元件，26.1号支撑段，27.升力和偏航力矩测量元件，28.固定端过渡段，29.支杆连接等直段，3.支杆，31.锥形连接面，32.等直段。

具体实施方式

图1是本实用新型一种复合式大阻力风洞应变天平装配示意图。本实用新型所述一种复合式大阻力风洞应变天平主要包括复合式回路天平2和支杆3，所述的复合式回路天平2与模型1通过法兰连接，方柱定位，所述复合式大阻力风洞应变天平与支杆通过锥面配合、楔子拉紧。所述的复合式大阻力风洞应变天平支杆的最大直径小于模型腔内部最小直径。

图2是本实用新型复合式大阻力风洞应变天平结构示意图。图3是图2的俯视图，所述复合式大阻力风洞应变天平元件置于模型内腔11中，可同时测量六个分量。所述的靠近模型头部的法兰连接端21直径和复合式回路天平元件直径大于模型尾段内腔12的直径。