本發(fā)明涉及一種判別大長細比模型尾部碰支桿的監(jiān)測裝置及判別方法，屬于實驗空氣動力學領域。

背景技術：

大長細比導彈模型在風洞中進行測力試驗，通常采用尾支撐方式，模型通過錐配合安裝在天平上，天平通過楔子拉緊安裝在支桿上，最后支桿連接在可變攻角的機構上，在風洞吹風時由于模型承受較大的氣動載荷，天平和支桿會發(fā)生彈性變形，當模型長細比較大時由于風洞尺寸的限制，模型內腔直徑較小，模型尾端容易與支桿發(fā)生碰撞，導致氣動數據異常，如俯仰力矩減小等氣動現(xiàn)象；另一方面，模型在大攻角下即使未碰有時也會出現(xiàn)因舵面失速而引起俯仰力矩減小等氣動力異常。因此當氣動力異常時需要判斷是氣動現(xiàn)象還是模型碰支桿導致的，現(xiàn)有技術是通過玻璃鋼套使支桿和模型之間絕緣，這種方法一方面需要加工玻璃鋼套，不僅增加模型與天平配合的復雜度，而且模型內腔尺寸過小時再增加一層玻璃鋼套配合加工難度大，玻璃鋼套易損壞；另一方面需要在模型上引一根導線，模型劇烈抖動時焊點易脫落，而且會對模型的氣動載荷測量形成干擾。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明解決的技術問題是：克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種判別大長細比模型尾部碰支桿的監(jiān)測裝置及判別方法，實時監(jiān)測模型在氣動載荷下由于彈性變形模型尾部是否碰支桿，當氣動力異常時判別是否模型尾部碰支桿導致的。

本發(fā)明的技術方案是：一種判別大長細比模型尾部碰支桿的監(jiān)測裝置，包括絕緣層、銅皮、電源、指示燈和導線；絕緣層繞支桿一周緊密貼合在支桿上，銅皮繞絕緣層一周緊密的貼合在絕緣層上，一根導線與銅皮連接，另一根導線與支桿連接，然后用導線串聯(lián)指示燈和電源；當風洞試驗模型受氣動載荷變形過大時，模型尾部碰銅皮組成閉合電路，指示燈的亮滅表示模型是否碰到支桿。

所述的絕緣層布置在模型尾端面位置，且使模型尾端面處于絕緣層沿支桿長度方向的中間位置。

所述的銅皮緊密貼合在絕緣層上，銅皮沿支桿長度方向的長度大于15mm，銅皮的兩端距離絕緣層的兩端的距離大于5mm。

所述的銅皮和絕緣層的厚度之和小于1mm。

所述的銅皮上導線的焊點布置在銅皮上遠離模型的一端。

所述的電源采用不超過36V的低壓安全電源。

一種判別大長細比模型尾部碰支桿的判別方法，步驟如下：

(1)根據天平系統(tǒng)和模型的長度以及模型與天平錐配合的位置，確定模型尾部端面在支桿上的位置，并進行標記為A；

(2)以A位置為中心繞支桿一周粘貼絕緣層，然后在絕緣層上仍然以A位置為中心繞支桿一周緊密粘貼銅皮；

(3)在銅皮遠離模型的一端焊接一根導線，支桿上遠離模型的接頭上焊接另一根導線；

(4)支桿和天平組成的天平系統(tǒng)安裝到風洞試驗段上，模型通過錐配合安裝到天平上；

(5)支桿和銅皮上引出的導線與電源和指示燈串聯(lián)；

(6)風洞試驗時，若模型受氣動載荷作用變形過大尾端面內腔碰銅皮，則形成閉合電路，指示燈亮，據此判斷模型尾部是否碰到支桿。

所述步驟(1)中確定模型尾部端面在支桿上的位置的具體過程為：先量取模型上錐配合的位置到尾端的距離L，然后由天平錐配合端沿支桿軸向量取距離L，此處即為模型尾端面在支桿上的位置A。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有如下優(yōu)點：

(1)本發(fā)明通過絕緣銅皮與支桿，當模型碰銅皮時支桿和銅皮電路連通，不需要現(xiàn)有技術需要特別加工的玻璃鋼套；

(2)當模型內腔過小時現(xiàn)有技術受到難以加工玻璃鋼套的限制而不能使用，本發(fā)明不受模型內腔的限制，使用范圍更加廣泛；

(3)現(xiàn)有技術使用的玻璃鋼套強度不如鋼質材料好，容易損壞，本發(fā)明沒有對模型與天平的配合方式進行改變，因此不存在此問題；

(4)現(xiàn)有技術需要在模型上焊接導線，導線有部分懸空，當風洞流場啟動時模型受到沖擊劇烈抖動，焊點容易脫落，從而指示燈失靈，本發(fā)明連接銅皮和支桿的導線均是牢固固定在支桿上，穩(wěn)定可靠；

(5)現(xiàn)有技術需要在模型上焊接導線，會對模型氣動載荷的測量形成干擾，本發(fā)明不在模型上增加任何改動，不存在此問題。

附圖說明

圖1為本發(fā)明裝置工作原理圖；

圖2為使用本發(fā)明驗證模型碰支桿的風洞試驗曲線。

具體實施方式

以下結合附圖對本發(fā)明做進一步詳細說明。

本發(fā)明涉及的監(jiān)測裝置應用于支桿、天平、模型由導電材料做成的風洞試驗測量系統(tǒng)上。本發(fā)明的監(jiān)測裝置針對于模型長細比大于18且模型尾部內腔與支桿之間的間隙小于5mm的風洞模型試驗上；此類實驗易出現(xiàn)碰撞。

某模型測力風洞試驗模型的長細比為25，模型尾端內腔與支桿之間的間隙小于3.5mm，因此本試驗模型尾部容易碰支桿，需要加裝監(jiān)測裝置。本實例的監(jiān)測裝置包括：絕緣層、銅皮、電源、指示燈和導線。本實例絕緣層采用常用的厚度0.05mm的透明膠帶，透明膠帶繞支桿一周并排依次粘貼多排，以模型尾端面所在位置A為中心使透明膠帶在支桿上沿支桿方向布置長度為35mm；本實例銅皮的厚度為0.4mm，長度為20mm，以位置A為中心布置在透明膠帶上，銅皮兩端距離透明膠帶層兩端的距離為7.5mm；透明膠帶層長度布置稍長些方便布置銅皮，銅皮兩端距透明膠帶層兩端留有足夠距離，即使銅皮布置稍許誤差銅皮也不會與支桿接觸，銅皮長度布置稍長些避免由于布置位置偏差模型尾端碰到支桿了還沒有碰到銅皮，指示燈失靈；本實例透明膠帶層和銅皮的總厚度很薄，小于0.5mm，盡量少占用模型尾端內腔與支桿之間的空間；在銅皮遠離模型的一端焊接導線，支桿上遠離模型的接頭上焊接另一根導線，然后用透明膠帶把導線牢固固定在支桿上；本實例電源電壓為12V，電源電壓在滿足指示燈亮的情況下盡量選擇電源電壓低的電壓，即安全又避免監(jiān)測裝置電路電流過大而可能干擾測量系統(tǒng)信號；最后通過導線串聯(lián)指示燈完成監(jiān)測裝置的設計安裝。

本實例一種判別大長細比模型尾部碰支桿的判別方法，步驟如下：

某模型測力風洞試驗模型的長細比為25，模型尾端內腔與支桿之間的間隙小于3.5mm，因此本試驗模型尾部容易碰支桿，需要加裝監(jiān)測裝置；

(1)根據天平系統(tǒng)和模型的長度以及模型上與天平錐配合的錐配合的位置，確定模型尾部端面在支桿上的位置，并進行標記為A；

(2)以A位置為中心繞支桿一周粘貼多排透明膠帶，透明膠帶在支桿上沿支桿長度方向布置的長度為35mm，然后在透明膠帶上仍然以A位置為中心繞支桿一周緊密粘貼銅皮，銅皮的長度為20mm，銅皮兩端距離透明膠帶層兩端的距離為7.5mm，透明膠帶層和銅皮的總厚度小于0.5mm；

(3)在銅皮遠離模型的一端焊接一根導線，支桿上遠離模型的接頭上焊接另一根導線，導線牢固的固定支桿上；

(4)支桿和天平組成的天平系統(tǒng)安裝到風洞試驗段上，模型通過錐配合安裝到天平上；

(5)支桿和銅皮上引出的導線與電壓為12V的電源和指示燈串聯(lián)；

(6)某次風洞試驗時，攻角α走到25°時指示燈開始亮，試驗人員據此判斷模型尾部碰支桿，于是風洞選擇引射開車方式，風洞引射開車能夠降低模型氣動載荷，仍然保證風洞試驗的相似參數相似，此次指示燈不亮，兩次試驗法向力系數CN隨攻角α的變化曲線如圖2，可以看出碰的曲線在25°出現(xiàn)異常，與指示燈開始亮的角度指示一致，該方法判斷有效，指示燈不亮即不碰的曲線隨攻角α變化規(guī)律正常。本發(fā)明能夠快速發(fā)現(xiàn)模型碰支桿的測量故障，提高試驗效率減少報廢車次。

本發(fā)明未詳細說明部分屬本領域技術人員公知常識，不再贅述。