[发明专利]一种用于带高压密封横向喷流效应试验的天平测力装置

说明书

本发明公开了一种用于带高压密封横向喷流效应试验的天平测力装置。该天平测力装置采用杆式天平，杆式天平的中心轴线上设置有芯轴，芯轴的中心轴线上设置有气流通道，气流通道的前端连通高压空气，气流通道的后端连通后段模型的横向喷流喷嘴；芯轴从前至后依次套装有前天平、支撑横梁和后天平；前天平、后天平与芯轴之间分别安装2对角接触轴承；前天平和后天平均为五分量测力天平，分别测量前段模型和后段模型的法向力、俯仰力矩、侧向力、偏航力矩和滚转力矩。该测力天平能够保证在具有良好动态密封性能的前提下，实现飞行器在带喷流效应状态下气动特性的精确测量，进一步提升了飞行器的精细化研制水平。

技术领域

本发明属于高速风洞试验技术领域，具体涉及一种用于带高压密封横向喷流效应试验的天平测力装置。

背景技术

在高速风洞中，为了完成带高压密封横向喷流效应试验，需要设计专用的试验装置。以往的试验装置通常采用一台天平、一根芯轴及轴承进行模型气动特性的测量，但是，这种试验装置需要进一步改进，具有以下缺点：一是无法模拟飞行器的喷流效应，从而造成试验状态与真实飞行状态存在较大差异，对大多数具有喷流功能的飞行器而言，通过这种试验装置无法获得精准的气动数据；二是采用一台天平同时、分别测量前段模型和后段模型的气动特性，在不带芯轴的情况下，天平的前段、后段会因共用一个刚度相对较弱的固定支撑段而造成彼此间的较大干扰，要修正该干扰则需要通过复杂的静态校准以及数据处理来完成，这将增加天平校准装置结构设计的复杂性以及天平校准的工作强度。

当前，亟需发展一种用于带高压密封横向喷流效应试验的天平测力装置。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种用于带高压密封横向喷流效应试验的天平测力装置。

本发明的用于带高压密封横向喷流效应试验的天平测力装置，其特点是，所述的天平测力装置采用杆式天平，杆式天平的中心轴线上设置有芯轴，芯轴的中心轴线上设置有气流通道，气流通道的前端连通高压空气，气流通道的后端连通后段模型的横向喷流喷嘴；

芯轴从前至后依次套装有前天平、支撑横梁和后天平；前天平与芯轴之间从前至后依次安装有前天平角接触轴承对Ⅱ和前天平角接触轴承对Ⅰ；后天平与芯轴之间从后至前依次安装有后天平角接触轴承对Ⅱ和后天平角接触轴承对Ⅰ；

前天平和后天平均为五分量测力天平，前天平测量前段模型的法向力、俯仰力矩、侧向力、偏航力矩和滚转力矩，后天平测量后段模型的法向力、俯仰力矩、侧向力、偏航力矩和滚转力矩。

进一步地，所述的前天平为中空杆式结构，从后至前依次包括前天平固定端、前天平过渡段、前天平中段和前天平轴承安装段；

前天平固定端与支撑横梁之间为圆柱间隙配合，前天平固定端与支撑横梁之间通过前天平定位键Ⅰ和前天平定位键Ⅱ进行滚转定位；

前天平过渡段的圆周表面设置有均匀分布的凹槽，每个凹槽内开有通孔，通孔内插入与支撑横梁配装的螺栓，通过拧紧螺栓实现前天平与支撑横梁的固定连接；前天平过渡段的端面还设置有密封槽，密封槽内安装有前天平密封圈Ⅱ，通过前天平密封圈Ⅱ实现前天平过渡段与支撑横梁之间的密封；

前天平中段的两端分别连接前天平的前部分测量元件和前天平的后部分测量元件；前天平的前部分测量元件由前天平法向力测量梁Ⅰ、前天平侧向力和滚转力矩测量梁Ⅰ、前天平法向力测量梁Ⅱ和前天平侧向力和滚转力矩测量梁Ⅱ组成；前天平的后部分测量元件由前天平俯仰力矩测量梁Ⅰ、前天平偏航力矩和滚转力矩测量梁Ⅰ、前天平俯仰力矩测量梁Ⅱ和前天平偏航力矩和滚转力矩测量梁Ⅱ组成；