高速风洞模型条带支撑系统.pdf

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1、VA一錾【高科技产品研发】高速风洞模型条带支撑系统范长海陈进(重庆大学机械传动国家重点实验室重庆400044)摘要：论述高速风洞传统支撑方式和条带支撑方式的优缺点，并介绍高速风洞条带支撑系统的原理及系统组成。关键词：条带支撑；高速风洞：内式天平中图分类号：v2文献标识码：^文章编号：1671-7597(201O)0710042-010引言22条带系统。条带系统由条带、驱动机构、同步机构和预紧机构组大型飞机由于航程远，气动效率高，对气动力试验数据的精准度要求成。条带(见图2a)由一根动带和2组静带组成。其中静带为X型结构，超很高。目前常用的模型支撑系统

2、，如尾部支撑、腹部支撑、背部支撑和翼支撑模型的作用。动带与驱动机构相连接，起改变模型迎角的作用。为了尖支撑等往往不能满足试验要求。这是因为以上支撑方式在天平受力形式减小气流干扰，条带截面设计为翼型截面。作为整个支撑系统的核心部上均属于悬臂梁承载结构，存在支撑刚度较差，模型易抖动的缺点。并且件，条带除承受模型的重量外还要承受很大的气动载荷，所以条带材料选天平设计量程受到模型尺度、结构、载荷匹配等很多因素制约，无法满足用高强度合金钢，采用特殊锻造工艺加工而成。为了减小负迎角时静带与大型飞机精确测力试验的需求。特别是大型飞机的尾部一般为船型结构，模型平尾的

3、干扰，静带转轴位置设计的略微偏下动带截面设计成图2b所采用尾部支撑将会破坏其尾部的局部结构，这对获得精确的气动力是很不示形状，以便布置天平等信号线。利的。同时，尾部支撑、腹部支撑、背部支撑等支撑方式的支撑干扰往往驱动机构通过电机驱动同步机构，同步机构再驱动丝杠转动，丝杠带较大。为了提高试验数据的质量，尽量减少支撑系统的干扰，并精确修正动一绕固定转轴转动的V型支臂带动动带运动，动带再带动芯棒绕静带转轴支撑干扰，有必要探索一种新的模型支撑系统。条带悬挂支撑具有不破坏运动，从而改变模型的迎角。驱动机构通过安装在其上的编码器来实时反模型气动外形、支撑刚度好、

4、试验范围广等特点，能较好地解决以上矛馈模型的迎角，通过限位装置限制模型的角度范围，避免模型与试验段上盾，是一种值得重视的模型支撑系统。而且在大型跨声速风洞中建立条带下壁板发生碰撞。为了保证上下悬挂支撑试验技术，可以更好地满足大型飞机试验巡航气动特性试验的需驱动机构的同步性，设计了机械要。俄罗斯等世界航空发达国家的主力风洞均较早发展和应用了该项试验式同步机构，通过2组直齿轮和技术，国内部分低速风洞也建立了条带支撑技术，但高速风洞的发展相对4组伞齿轮来保证上下驱动装置比较滞后。的同步性，机械式同步机构具有可靠和重复精度好等优点。1系统主要技术指标预紧机构

5、用来调节条带的张条带支撑系统的主要技术指标如下：1)迎角变化范围：一l0。～力，通过调节张力使条带具有足30。；2)试验马赫数范围：0．3～0．9；3)机构迎角的运动速度：0。／s～4。／s。够的刚性，保证模型在试验中的2条带支捧系统方案稳定和姿态的重复性。在条带和预紧机构连接部位前端粘贴有应(a)条带组成(b)条带剖面形状条带支撑系统包括专变片，用来感知条带的预紧张力图2条带与模型用试验段、条带装置、模2．3专用天平由于条带支撑系统本身结构的特殊性，需要研制相应型、专用天平、驱动机的专用天平。专用天平为内式六分量应变天平，芯棒一端和专用转轴连构、同

6、步机构、预紧机构接，并可以绕该轴旋转，另一端与动带连接，通过动带驱动芯棒绕转轴旋和高精度测控系统。转，从而改变模型迎角。如图1所示，将条带2．4资料模型。条带支撑系统模型为缩比1：22的T154模型，为了防止和驱动机构、预紧机构等气流在模型头部开槽处和尾部开孔处的串流影响，在该部位用软的橡胶带固定在专用试验段外的上进行了密封。选用橡胶带密封一方面可以有效防止气流进入模型内部，另下框架上，通过预紧机构一方面由于橡胶带较软传力较小。将条带拉直并使其承受一3结语定的预紧张力。条带分为在大型跨声速风洞中运用条带支撑系统，可以为大型飞机等飞行器提静带和动带，芯

7、棒前端与供更为可靠的试验数据。条带支撑系统较好的解决了模型支撑与流场干扰动带连接，后端与固定在的矛盾，不但可以实现常规尾部支撑和腹部支撑难以实现的模型支撑，而静带上的转轴连接，芯棒且如果处理得当，其气动干扰可以大大小于常规支撑方式。可以绕该轴转动。天平前端和模型通过锥固定连接，后端与芯棒通过锥固定连接。试验过程中模型绕与定带连接的转轴旋转，通过动带带动芯棒运动来实现模型迎角的变化。为了保证同步性，设计有同步机构来保证动带上下驱参考文献：[1]陈德华、林俊、郭旦平、熊能，大型飞机高速气动力关键问题解决的动机构同步。为了适应不同宽度的模型，两静带之间的距

8、离设计为可调节。技术手段及途径，流体力学实验与测量，20046．2．1专用试验段。为了将条带支撑系统应用于某