一种平衡式风洞升力测量装置

技术领域

本发明涉及一种平衡式风洞升力测量装置，属于风洞试验领域。

背景技术

风洞试验是依据空气动力学原理，将机身机翼等模型放置于风洞之中，通过人为控制通过模型所受风力大小，来模拟模型在真实飞行环境中的各种复杂飞行状态，以此来获取试验数据进行理论分析。风洞试验是进行空气动力学研究和飞行器研制的基本试验设备，飞行器研制过程中都需要完成大量的风洞试验。飞行器风洞试验的目的是获取飞行器的气动参数的变化规律。飞行器的空气动力学特性是评价飞行器性能的重要指标，以风洞试验获取的空气动力学参数是最准确，认可度很高的。

风洞试验中最重要的装置有风洞支撑平台和测力装置，这两个装置一般安装于一体，传统的风洞支撑方法一般是通过六分量测力天平直接与飞行器模型相连接。目前飞行器发展十分迅速，各种新型的飞行器层出不穷，如变形翼飞行器、射流翼飞行器等。这些新型飞行器的特点为结构比较复杂，很难通过传统的风洞测力装置安装于风洞之中，另外传统的风洞测力装置一般与风洞配套，拆解更换也比较复杂。针对不同的科研任务，风洞试验关注的测量任务也不尽相同。

发明内容

本发明的目的是为了解决传统风洞测力装置无法满足复杂结构飞行器进行升力测试时可靠安装的问题，而提供一种平衡式风洞升力测量装置。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的一种平衡式风洞升力测量装置，包括底座、测力支架、支撑轴、支撑座、测力传感器和配重块；

所述底座上表面为平面，所述底座上表面的中部固定有两个相对设置的支撑座，所述底座上表面的右端连接配重块；

所述测力支架的中部为两条平行设置的传力支撑直板，两条传力支撑直板的中部通过支撑轴转动连接在两个支撑座上，两条传力支撑直板的左端固定有用于连接待测机翼的支撑梁，两条传力支撑直板的右端通过锁紧螺钉连接传力杆；

所述测力传感器的上端通过连接件与传力杆套接固定，所述测力传感器的下端与配重块的上端面固定，使所述测力传感器的测力轴线垂直于水平面；待测机翼固定在支撑梁上，使待测机翼的测试平面与所述传力支撑直板平行；通过更换不同高度的配重块，实现在不同倾角下对待测机翼的升力测试。

所述支撑座与所述支撑轴之间、所述测力支架的传力支撑直板与所述支撑轴之间均设置有转动轴承。

所述底座的上表面通过水平导轨与配重块竖直方向固定。

工作原理

采用本发明的测量装置进行度攻角升力测试如图所示，采用的配重块高度使所述的两条传力支撑直板处于水平状态，由于配重块下端通过导轨与底座的上表面相连，使得所述的两条传力支撑直板始终保持固定角度；然后将测量装置置于风洞中进行升力测试，待测机翼在风洞环境下，收到向上的升力后，拉动两条传力支撑直板与其相连的一端上抬，进而使两条传力支撑直板的另一端下压，连接在该端的测力传感器得到对应的压力数据，经过数据处理得到待测机翼的升力数据。

需要改变升力测试攻角时，通过锁紧螺钉，使所述传力杆从测力支架中卸下，更换配重块后，重新安装传力杆，使所述的两条传力支撑直板处于固定攻角状态；采用本发明测量装置进行度攻角升力测试如图所示，然后将测量装置置于风洞中进行升力测试，得到该攻角下待测机翼的升力数据。

有益效果

本发明的测量装置解决了传统风洞测力装置无法满足复杂结构飞行器进行升力测试时可靠安装的问题，适用于各种升力测量的科研任务。本发明的测量装置结构十分简单，调节方便，加工制造成本低，可替换性强。

附图说明

图1是本发明平衡式风洞升力测量装置的侧视图；

图2是本发明平衡式风洞升力测量装置的主视图；

图3是本发明平衡式风洞升力测量装置处于5度攻角升力测试状态图；

图中，1-底座；2-测力支架；21-传力支撑直板；22-支撑梁；23-传力杆；3-支撑轴；5-锁紧螺钉；6-支撑座；7-水平导轨；8-连接件；9-测力传感器；10-配重块；11-待测机翼。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的内容作进一步描述。

实施例

如图1、2所示，本发明的一种平衡式风洞升力测量装置，包括底座1、测力支架2、支撑轴3、支撑座6、测力传感器9和配重块10；

所述底座1上表面为平面，所述底座1上表面的中部固定有两个相对设置的支撑座6，所述底座1上表面的右端通过水平导轨7连接配重块10；

所述测力支架2的中部为两条平行设置的传力支撑直板21，两条传力支撑直板21的中部通过支撑轴3转动连接在两个支撑座6上，两条传力支撑直板21的左端固定有用于连接待测机翼11的支撑梁22，两条传力支撑直板21的右端通过锁紧螺钉5连接传力杆23；

所述测力传感器9的上端通过连接件8与传力杆23套接固定，所述测力传感器9的下端与配重块10的上端面固定，使所述测力传感器9的测力轴线垂直于水平面；待测机翼11固定在支撑梁22上，使待测机翼11的测试平面与所述传力支撑直板21平行；所述配重块10的重量大于待测机翼11的重量，使通过更换不同高度的配重块10，实现在不同倾角下对待测机翼11的升力测试。

所述支撑座6与所述支撑轴3之间、所述测力支架2的传力支撑直板21与所述支撑轴3之间均设置有转动轴承。

所述底座1的上表面通过水平导轨7与配重块10竖直方向固定。

工作原理

采用本发明的测量装置进行0度攻角升力测试如图2所示，采用的配重块10高度使所述的两条传力支撑直板21处于水平状态，由于配重块10下端通过导轨与底座1的上表面相连，使得所述的两条传力支撑直板21始终保持固定角度；然后将测量装置置于风洞中进行升力测试，待测机翼11在风洞环境下，收到向上的升力后，拉动两条传力支撑直板21与其相连的一端上抬，进而使两条传力支撑直板21的另一端下压，连接在该端的测力传感器9得到对应的压力数据，经过数据处理得到待测机翼11的升力数据。

需要改变升力测试攻角时，通过锁紧螺钉5，使所述传力杆23从测力支架2中卸下，更换配重块10后，重新安装传力杆23，使所述的两条传力支撑直板21处于固定攻角状态；采用本发明测量装置进行5度攻角升力测试如图3所示，然后将测量装置置于风洞中进行升力测试，得到该攻角下待测机翼11的升力数据。