[发明专利]一种全机跨音速颤振风洞模型及其设计方法

说明书

本申请属于跨音速颤振试验领域，特别涉及一种全机跨音速颤振风洞模型及其设计方法。模型包括：机身模型部件，以及分别安装在机身模型部件对应位置的机翼模型部件、垂尾假件、平尾假件将机身模型部件分为机身承力结构以及附加维形两部分，机身承力结构采用铝合金梁架、PMI泡沫以及复合材料蒙皮的结构；附加维型包括PMI泡沫以及复合材料蒙皮，附加维型安装在机身承力结构上。机翼模型部件同样采用铝合金梁架、PMI泡沫以及复合材料蒙皮的结构，机翼模型部件的外挂点处通过挂架安装有外挂物金属模型。本申请使全机模型传力特性更反映真实情况，重量和机身刚度控制更加精确，同时提高模型强度和承载能力，更适用于重外挂状态的全机跨音速颤振风洞试验。

技术领域

本申请属于跨音速颤振试验领域，特别涉及一种全机跨音速颤振风洞模型及其设计方法。

背景技术

跨音速颤振试验是在跨音速范围内证实飞机的设计颤振特性和颤振速度余量的一个有效手段，也是确定颤振边界的有效手段。试验可以用来验证和修正在飞机颤振计算中使用的颤振计算方法以及跨音速非定常空气动力，并通过修正给出飞机的颤振边界。而模型设计技术就是跨音速颤振试验的瓶颈技术之一。

目前现有的全机跨音速颤振风洞模型通常采用金属+发泡维形的设计方法，近期也发展几种模型设计方法，例如全复合材料模型设计方法、金属芯板+复材蒙皮设计方法等，但这些方法都不能完美得解决颤振试验中的问题。对于金属+发泡维形的设计方法而言，存在传力特性模拟不够准确，并且模型超重等问题；对于全复合材料设计方法而言，存在由于复合材料的易损性以及加工精度问题导致模型机身刚度偏差大，模型强度、承载能力较差的情况；对于金属芯板+复材蒙皮设计方法而言，存在由于复合材料工艺不稳定性以及加工精度问题导致模型蒙皮加工性差，同时也存在超重的情况，不适用全机带重外挂装置跨音速颤振风洞试验。

因此，希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述缺陷。

发明内容

本申请的目的是提供了一种全机跨音速颤振风洞模型及其设计方法，以解决现有技术存在的至少一个问题。

本申请的技术方案是：

本申请的第一个方面提供了一种全机跨音速颤振风洞模型，包括：机身模型部件，以及分别安装在所述机身模型部件对应位置的机翼模型部件、垂尾假件、平尾假件，其中，

所述机身模型部件包括机身承力结构以及附加维形；

所述机身承力结构包括铝合金梁架、PMI泡沫以及复合材料蒙皮，所述PMI泡沫通过粘接埋入所述铝合金梁架内部，所述复合材料蒙皮套设在所述铝合金梁架上；

所述附加维型包括PMI泡沫以及复合材料蒙皮，所述复合材料蒙皮套设在所述PMI泡沫上，所述附加维型安装在所述机身承力结构上；

所述机翼模型部件包括铝合金梁架、PMI泡沫以及复合材料蒙皮，所述PMI泡沫通过粘接埋入所述铝合金梁架内部，所述复合材料蒙皮套设在所述铝合金梁架上，所述机翼模型部件设置有外挂点，外挂点处通过挂架安装有外挂物金属模型。

可选地，所述机身承力结构的外形远低于飞机真实外形，且横截面变化连续。

可选地，所述机翼模型部件的铝合金梁架上开设有凹槽，所述凹槽的一侧开设有螺纹孔，所述机身承力结构的铝合金梁架上设置有对接接头，所述对接接头插入所述凹槽中并通过螺栓固定，从而实现所述机翼模型部件与所述机身模型部件的连接。

可选地，还包括机翼机身连接盖板，所述机翼机身连接盖板通过螺栓安装在所述机身模型部件与所述机翼模型部件的连接处。

可选地，所述机翼模型部件的铝合金梁架上设置有内埋式振动加速度传感器。

可选地，所述机翼模型部件的铝合金梁架上设置有多个配重块。