專利名稱：一種用于翼型風(fēng)洞試驗(yàn)的測(cè)壓尾耙的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及翼型氣動(dòng)性能風(fēng)洞試驗(yàn)技術(shù)，具體是ー種用于翼型風(fēng)洞試驗(yàn)的測(cè)壓尾奉巴。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，翼型風(fēng)洞試驗(yàn)動(dòng)量法阻カ測(cè)量技術(shù)(見(jiàn)王鐵城編《空氣動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)技木》，國(guó)防エ業(yè)出版社，1986，6-5節(jié)動(dòng)量法實(shí)驗(yàn))涉及的測(cè)量機(jī)構(gòu)為總壓、靜壓測(cè)量尾耙，一般由大量的總壓管、數(shù)個(gè)靜壓管、支撐結(jié)構(gòu)以及測(cè)壓管組成，安裝在翼型風(fēng)洞試驗(yàn)?zāi)Ｐ秃?，能測(cè)量出翼型模型后一定距離(一般為O. 5 I. 2倍翼型模型弦長(zhǎng))、沿垂直于來(lái)流方向和翼型模型展向的直線上的氣流總壓和靜壓分布，并以此計(jì)算翼型模型的阻力和翼型的阻力系數(shù)。但是，該方法及測(cè)量機(jī)構(gòu)僅適合于翼型模型所受升カ較小、尾跡氣流向下翼面方向偏斜較小和流動(dòng)無(wú)大流動(dòng)分離的情況。當(dāng)翼型模型所受升カ較大吋，該測(cè)量機(jī)構(gòu)測(cè)量的尾跡總、靜壓與實(shí)際值會(huì)有較大偏差，且沒(méi)有測(cè)量出尾跡氣流的方向，從而影響翼型模型的阻力和翼型的阻力系數(shù)結(jié)果。國(guó)內(nèi)專利檢索尚無(wú)帶捕捉氣流方向的風(fēng)洞壓力測(cè)量相關(guān)技術(shù)的發(fā)明。外國(guó)專利US20070256506 (METHED AND DEVICE FOR MEASURING)公開(kāi)了幾種不同的用于測(cè)量來(lái)流壓カ和壓差的測(cè)壓管布置形式，主要是使用一個(gè)半球面碗和測(cè)壓管連接，使半球面的凹面面向來(lái)流，進(jìn)而得到不受偏角影響的來(lái)流總壓。該機(jī)構(gòu)可以較準(zhǔn)確地得到來(lái)流壓力，但是不能捕捉到來(lái)流角度，不適合描述整個(gè)流場(chǎng)的信息。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的因尾跡氣流速度偏斜而造成的總壓、靜壓和翼型阻力系數(shù)結(jié)果偏差，以及不能捕捉到氣流角度的不足，本發(fā)明提出了一種用于翼型風(fēng)洞試驗(yàn)的測(cè)壓尾耙。本發(fā)明包括橫梁、支架和多個(gè)測(cè)壓錐，以及與各測(cè)壓錐配套的轉(zhuǎn)軸、角度傳感器、偏心球軸承、壓蓋、總壓管和靜壓管；橫梁的兩端固定在支架的頂端；多個(gè)測(cè)壓錐分別通過(guò)轉(zhuǎn)軸安裝在橫梁的上方，并且所述測(cè)壓錐下表面與橫梁上表面之間的間距為IOOmm 200mm ;各角度傳感器通過(guò)附帶的聯(lián)軸器的用戶端孔與轉(zhuǎn)軸固連；橫梁前緣有個(gè)轉(zhuǎn)軸安裝孔，轉(zhuǎn)軸的一端通過(guò)ー對(duì)偏心球軸承安裝在該轉(zhuǎn)軸孔內(nèi)，并且在所述轉(zhuǎn)軸該端的端頭安裝有角度傳感器；轉(zhuǎn)軸的另一端位于測(cè)壓錐前緣處下表面處的轉(zhuǎn)軸安裝孔內(nèi)，并且兩者之間過(guò)盈配合；總壓管的一端穿入位于測(cè)壓錐前緣頂端的總壓孔內(nèi)，粘接并密封在總壓孔的孔壁上；總壓管的另一端與壓カ測(cè)量?jī)x的輸入端連接；靜壓管的一端穿入位于測(cè)壓錐前緣處上表面的靜壓孔內(nèi)，粘接并密封在靜壓孔的孔壁上；靜壓管的另一端與壓カ測(cè)量?jī)x的輸入端連接；所述測(cè)壓錐前緣頂端的總壓孔的軸線與測(cè)壓錐的軸線重合，所述靜壓孔的軸線垂直于測(cè)壓錐的上表面，并且總壓孔和靜壓孔的孔徑為O. 5 I. 0mm。轉(zhuǎn)軸安裝孔位于測(cè)壓錐的氣動(dòng)力作用中心與該測(cè)壓錐的前緣頂點(diǎn)之間。
所述測(cè)壓錐的數(shù)量根據(jù)試驗(yàn)?zāi)Ｐ臀槽E區(qū)域的范圍和測(cè)量精度確定，使試驗(yàn)?zāi)Ｐ臀槽E區(qū)域處于最兩端的測(cè)壓錐之間。所述橫梁的橫剖面為上、下対稱的流線形；在該橫梁內(nèi)有總壓管的導(dǎo)通孔和靜壓管的導(dǎo)通孔；總壓管與靜壓管穿入轉(zhuǎn)軸的內(nèi)孔中，并穿過(guò)橫梁上的導(dǎo)通孔與壓カ測(cè)量?jī)x連接。所述的總壓管與靜壓管的導(dǎo)通孔包括與各轉(zhuǎn)軸安裝孔連通的支孔和貫通橫梁長(zhǎng)度的總孔；所述的各支孔均與總孔之間貫通；所述總孔的內(nèi)徑與支架頂端空心銷(xiāo)的外徑相同。所述的各測(cè)壓錐均為流線型截面的旋成體；測(cè)壓錐內(nèi)部有空腔；各測(cè)壓錐前緣處的轉(zhuǎn)軸安裝孔的中心線垂直于測(cè)壓錐中心線；該轉(zhuǎn)軸安裝孔與測(cè)壓錐內(nèi)部的空腔之間導(dǎo)通；測(cè)壓錐前緣頂端的總壓孔與轉(zhuǎn)軸安裝孔導(dǎo)通；測(cè)壓錐前緣處的上表面的靜壓孔與測(cè)壓錐內(nèi)的空腔導(dǎo)通。所述的轉(zhuǎn)軸為空心直管，轉(zhuǎn)軸的外徑與測(cè)壓錐上的轉(zhuǎn)軸孔直徑相同，形成過(guò)盈配 合；轉(zhuǎn)軸與測(cè)壓錐連接一端的圓周表面分布有總壓管和靜壓管的過(guò)孔；在轉(zhuǎn)軸與橫梁連接一端的圓周表面亦有總壓管和靜壓管的條形過(guò)孔。所述軸套中部有條形孔，該條形孔的位置與轉(zhuǎn)軸上的條形孔的位置對(duì)應(yīng)。本發(fā)明主要用于解決現(xiàn)有翼型風(fēng)洞試驗(yàn)動(dòng)量法阻力測(cè)量技術(shù)中總壓測(cè)量偏差較大、以及求出的尾跡速度分布和計(jì)算的阻力值誤差較大的問(wèn)題。本發(fā)明安裝在風(fēng)洞中需要測(cè)量氣流總壓和靜壓カ沿線性分布的位置。風(fēng)洞中試驗(yàn)?zāi)Ｐ颓暗臍饬鞣较蝽橈L(fēng)洞軸線方向，定義為X軸正向，橫梁長(zhǎng)度方向垂直于X軸并定義為Z軸，Y軸垂直于X軸和Z軸，X軸、Y軸和Z軸構(gòu)成右手坐標(biāo)系。橫梁上面布置有多個(gè)測(cè)壓錐。測(cè)壓錐為流線型的旋成體，轉(zhuǎn)軸安裝孔位于測(cè)壓錐的氣動(dòng)力作用中心與該測(cè)壓錐的前緣頂點(diǎn)之間，用于捕捉氣流方向，通過(guò)安裝在橫梁底部和轉(zhuǎn)軸下端的角度傳感器測(cè)出測(cè)壓錐偏角，即氣流方向角。在測(cè)壓錐頭部開(kāi)總壓孔和頭部后一定距離上表面處開(kāi)靜壓孔，測(cè)壓管的一端由轉(zhuǎn)軸引入總壓孔和測(cè)壓孔，另一端與壓カ數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)相連，可用于測(cè)量氣流總壓和壓カ孔靜壓，由此可計(jì)算出沿橫梁方向的ニ維速度分布，并計(jì)算尾耙前面的翼型模型的阻力。本發(fā)明與傳統(tǒng)風(fēng)洞測(cè)壓尾耙不同，具有角度捕捉能力。使用時(shí)，橫梁與支架固連，支架固定于風(fēng)洞試驗(yàn)?zāi)Ｐ秃蟮娘L(fēng)洞下洞壁上；各測(cè)壓錐通過(guò)轉(zhuǎn)軸沿橫梁長(zhǎng)度方向安裝于橫梁頭部上表面，保證測(cè)壓錐的轉(zhuǎn)軸安裝孔位于測(cè)壓錐的氣動(dòng)力作用中心與該測(cè)壓錐的前緣頂點(diǎn)之間，總壓管和靜壓管分別與各測(cè)壓錐的總壓孔和靜壓孔連接、密封，然后經(jīng)轉(zhuǎn)軸上端的總壓管和靜壓管過(guò)孔進(jìn)入轉(zhuǎn)軸內(nèi)，再經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)軸下端的總壓管和靜壓管過(guò)孔和軸套的條形孔、橫梁上導(dǎo)通孔、支架上的空心銷(xiāo)的孔穿出并與壓力數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)連通。氣流流過(guò)測(cè)壓錐時(shí)，由于氣動(dòng)力的作用，使測(cè)壓錐和轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)測(cè)壓錐與氣流的夾角為零吋，測(cè)壓錐停止轉(zhuǎn)動(dòng)。此時(shí)角度傳感器記錄下測(cè)壓錐偏角，壓カ數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)通過(guò)測(cè)壓管記錄下測(cè)壓錐總壓孔和靜壓孔處的壓力數(shù)據(jù)。機(jī)構(gòu)總裝后，確保轉(zhuǎn)軸可在支架上自由轉(zhuǎn)動(dòng)，測(cè)壓管保持導(dǎo)通、不漏氣，并不限制測(cè)壓錐和轉(zhuǎn)軸組合體的自由轉(zhuǎn)動(dòng)。通過(guò)各測(cè)壓錐總壓孔和靜壓孔處的壓力測(cè)量值的差值就可計(jì)算出測(cè)壓錐處的尾跡氣流流動(dòng)速度V，結(jié)合角度傳感器記錄的測(cè)壓錐偏角就可以計(jì)算沿兩個(gè)方向的速度分量u和V。計(jì)算公式為，
權(quán)利要求
1.一種用于翼型風(fēng)洞試驗(yàn)的測(cè)壓尾耙，其特征在于，包括橫梁、支架和多個(gè)測(cè)壓錐，以及與各測(cè)壓錐配套的轉(zhuǎn)軸、角度傳感器、偏心球軸承、壓蓋、總壓管和靜壓管；橫梁的兩端固定在支架的頂端；多個(gè)測(cè)壓錐分別通過(guò)轉(zhuǎn)軸安裝在橫梁的上方，并且所述測(cè)壓錐下表面與橫梁上表面之間的間距為IOOmm 200mm ;各角度傳感器通過(guò)附帶的聯(lián)軸器的用戶端孔與轉(zhuǎn)軸固連；橫梁前緣有多個(gè)轉(zhuǎn)軸安裝孔，轉(zhuǎn)軸的一端通過(guò)ー對(duì)偏心球軸承安裝在該轉(zhuǎn)軸孔內(nèi)，并且在所述轉(zhuǎn)軸該端的端頭安裝有角度傳感器；轉(zhuǎn)軸的另一端位于測(cè)壓錐前緣處下表面處的轉(zhuǎn)軸安裝孔內(nèi)，并且兩者之間過(guò)盈配合；總壓管的一端穿入位于測(cè)壓錐前緣頂端的總壓孔內(nèi)，粘接并密封在總壓孔的孔壁上；總壓管的另一端與壓カ測(cè)量?jī)x的輸入端連接；靜壓管的一端穿入位于測(cè)壓錐前緣處上表面的靜壓孔內(nèi)，粘接并密封在靜壓孔的孔壁上；靜壓管的另一端與壓カ測(cè)量?jī)x的輸入端連接；所述測(cè)壓錐前緣頂端的總壓孔的軸線與測(cè)壓錐的軸線重合，所述靜壓孔的軸線垂直于測(cè)壓錐的上表面，并且總壓孔和靜壓孔的孔徑為O.5 I. Omm ;轉(zhuǎn)軸安裝孔位于測(cè)壓錐的氣動(dòng)力作用中心與該測(cè)壓錐的前緣頂點(diǎn)之間。
2.如權(quán)利要求I所述ー種用于翼型風(fēng)洞試驗(yàn)的測(cè)壓尾耙，其特征在于，所述測(cè)壓錐的數(shù)量根據(jù)試驗(yàn)?zāi)Ｐ臀槽E區(qū)域的范圍和測(cè)量精度確定，使試驗(yàn)?zāi)Ｐ臀槽E區(qū)域處于最兩端的測(cè)壓錐之間。
3.如權(quán)利要求I所述ー種用于翼型風(fēng)洞試驗(yàn)的測(cè)壓尾耙，其特征在于，所述橫梁的橫剖面為上、下対稱的流線形；在該橫梁內(nèi)有總壓管的導(dǎo)通孔和靜壓管的導(dǎo)通孔；總壓管與靜壓管穿入轉(zhuǎn)軸的內(nèi)孔中，并穿過(guò)橫梁上的導(dǎo)通孔與壓カ測(cè)量?jī)x連接。
4.如權(quán)利要求3所述ー種用于翼型風(fēng)洞試驗(yàn)的測(cè)壓尾耙，其特征在于，所述的總壓管與靜壓管的導(dǎo)通孔包括與各轉(zhuǎn)軸安裝孔連通的支孔和貫通橫梁長(zhǎng)度的總孔；所述的各支孔均與總孔之間貫通；所述總孔的內(nèi)徑與支架頂端空心銷(xiāo)的外徑相同。
5.如權(quán)利要求I所述ー種用于翼型風(fēng)洞試驗(yàn)的測(cè)壓尾耙，其特征在于，所述的各測(cè)壓錐均為流線型截面的旋成體；測(cè)壓錐內(nèi)部有空腔；各測(cè)壓錐前緣處的轉(zhuǎn)軸安裝孔的中心線垂直與測(cè)壓錐中心線；該轉(zhuǎn)軸安裝孔與測(cè)壓錐內(nèi)部的空腔之間導(dǎo)通；測(cè)壓錐前緣頂端的總壓孔與轉(zhuǎn)軸安裝孔導(dǎo)通；測(cè)壓錐前緣處的上表面的靜壓孔與測(cè)壓錐內(nèi)的空腔導(dǎo)通。
6.如權(quán)利要求I所述ー種用于翼型風(fēng)洞試驗(yàn)的測(cè)壓尾耙，其特征在于，所述的轉(zhuǎn)軸為空心直管，轉(zhuǎn)軸的外徑與測(cè)壓錐上的轉(zhuǎn)軸孔直徑相同，形成過(guò)盈配合；轉(zhuǎn)軸與測(cè)壓錐連接ー端的圓周表面分布有總壓管和靜壓管的過(guò)孔；在轉(zhuǎn)軸與橫梁連接一端的圓周表面亦有總壓管和靜壓管的條形過(guò)孔。
7.如權(quán)利要求I所述ー種用于翼型風(fēng)洞試驗(yàn)的測(cè)壓尾耙，其特征在于，所述軸套中部有條形孔，該條形孔的位置與轉(zhuǎn)軸上的條形孔的位置對(duì)應(yīng)。
全文摘要
一種用于翼型風(fēng)洞試驗(yàn)的測(cè)壓尾耙，橫梁的兩端固定在支架的頂端；多個(gè)測(cè)壓錐分別通過(guò)轉(zhuǎn)軸安裝在橫梁的上方。測(cè)壓錐為流線型的旋成體，將測(cè)壓錐的氣動(dòng)中心置于測(cè)壓錐支撐點(diǎn)之后，則可用于捕捉來(lái)流方向，通過(guò)安裝在橫梁底部和轉(zhuǎn)軸下端的角度傳感器測(cè)出來(lái)流方向角。在測(cè)壓錐頭部開(kāi)總壓孔和頭部后一定距離上表面處開(kāi)靜壓孔，測(cè)壓管的一端由轉(zhuǎn)軸引入總壓孔和靜壓孔，另一端與壓力數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)相連，可用于測(cè)量氣流總壓和靜壓孔的壓力，由此可計(jì)算出沿橫梁方向的二維速度分布，并計(jì)算尾耙前面的翼型模型的阻力。本發(fā)明能夠準(zhǔn)確測(cè)量出測(cè)壓錐處的氣流總壓，以及測(cè)壓錐處的氣流速度、氣流偏角和氣流的兩個(gè)速度分量，從而得到翼型模型所受的阻力和升力。
文檔編號(hào)G01M9/06GK102692311SQ201210146288
公開(kāi)日2012年9月26日 申請(qǐng)日期2012年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月11日
發(fā)明者惠增宏, 焦予秦, 郭琦, 金承信, 陸巖 申請(qǐng)人:西北工業(yè)大學(xué)