[实用新型]静气动弹性风洞试验半模型系统

说明书

本实用新型提供一种静气动弹性风洞试验半模型系统，所述静气动弹性风洞试验半模型系统包括：设置在风洞内的半模型和设置在风洞壁板外侧的测量装置；所述半模型包括主体和气动翼面，所述主体在对称面的朝向所述风洞壁板的一侧还设置有增厚部，所述增厚部紧邻所述风洞壁板，所述增厚部用于使所述对称面和所述风洞壁板之间的间距大于或等于所述风洞的边界层厚度；所述测量装置用于测量所述气动翼面上的静气动弹性效应。本实用新型提供的静气动弹性风洞试验半模型系统，可有效隔离洞壁边界层和消除缝隙窜流对半模型的气动干扰，且实用性和经济性高。

技术领域

本实用新型涉及风洞测试技术领域，尤其涉及一种静气动弹性风洞试验半模型系统。

背景技术

静气动弹性是飞行器在空气动力作用下产生弹性变形而引起其气动特性变化的一种现象。静气动弹性对飞行器气动特性有较大影响，可能会改变飞行器的几何外形、影响飞行器的舵面效率及操稳特性，导致升力面发散出现翼面破坏等现象。因此，通过试验研究飞行器的静气动弹性十分必要。通过高速风洞试验可以研究飞行器的静气动弹性，由于飞行器的绕流场是左右对称的，因此发展了半模型试验方法，以飞行器的一般为对象，研究整个飞行器的纵向气动特性。半模型试验方法存在着明显的缺点：由于半模型是纵向对称面靠近风洞壁板安装，洞壁边界层内的低速、低能量气流会对半模型的试验结果造成影响，并且测力试验时，模型纵向对称面与洞壁之间留有一定的间隙，间隙内必有气流流过，这种窜流也会对试验结果造成影响。

现有技术中，通过垫块法、边界层抽吸法或者边界层吹除法来排除洞壁边界层对半模型试验方法的干扰。图1为现有技术提供的垫块法的半模型系统的结构示意图，参考图1所示，垫块法是指在半模型11的对称面与风洞壁板12之间垫入一个等厚度的垫块13，垫块13固定在转动窗14上，半模型11通过连接件16与测力天平15连接，转动窗14旋转可改变半模型11的迎角，垫块13的设置减少了洞壁边界层的低动能、低流速区域对试验结果的影响。图2为现有技术提供的边界层抽吸法的半模型系统的结构示意图，参考图2所示，边界层抽吸法通过在半模型21的上游设置吸气装置22，将半模型21所在处及其附近区域的洞壁边界层全部或部分吸除，其中半模型21的对称面贴近风洞壁板23设置，半模型21通过连接件24与测力天平25连接，转动窗26旋转可改变半模型21的迎角，吸气装置22将洞壁的边界层吸除，以消除或减轻边界层对试验结果的影响。图3为现有技术提供的边界层吹除法的半模型系统的结构示意图，参考图3所示，边界层吹除法是通过在半模型31的上游，通过吹气装置32沿着风洞壁板33的壁面向边界层内吹入高压气流，提高气流流速，使得边界层变薄，以减小边界层低能流动对半模型试验结果的影响，其中半模型31的对称面贴近风洞壁板33设置，半模型31通过连接件34与测力天平35连接，转动窗36旋转可改变半模型31的迎角。

垫块法中，由于半模型11的对称面与垫块13之间具有一定宽度的缝隙，缝隙内的窜流会干扰半模型11周围的绕流特性，导致试验结果失真。而采用边界层抽吸法时，吸气装置22的吸气率要足够大，才能保证充分抽吸掉洞壁的边界层，对于较长的半模型，还必须在半模型的前中后段都分别设置吸气装置22，才能均匀地吸除边界层，同时不影响主流的流动。采用边界层吹除法时，选择合适的吹气装置23以及确定合适的吹气压力和吹气量，使高压气流能够均匀地吹入，使得边界层内的流速能够接近或等于但不超过主流速度，技术难度较高，且对半模型的几何尺寸具有限制。

实用新型内容

本实用新型提供一种静气动弹性风洞试验半模型系统，可有效隔离洞壁边界层和消除缝隙窜流对半模型的气动干扰，且实用性和经济性高。

本实用新型提供一种静气动弹性风洞试验半模型系统，包括：设置在风洞内的半模型和设置在风洞壁板外侧的测量装置；

所述半模型包括主体和气动翼面，所述主体在对称面的朝向所述风洞壁板的一侧还设置有增厚部，所述增厚部紧邻所述风洞壁板，所述增厚部用于使所述对称面和所述风洞壁板之间的间距大于或等于所述风洞的边界层厚度；

所述测量装置用于测量所述气动翼面上的静气动弹性效应。