高速风洞铰链力矩天平进展

铰链力矩测力试验是主要的风洞试验项目之一,作为测力核心的铰链力矩天平受模型外形限制严重,结构不统一,在高速暂冲式风洞中还面临较大的冲击载荷以及天平温度分布梯度大等问题,实现精确测量难度很大.针对该问题,中国空气动力研究与发展中心高速所依靠其风洞硬件以及人才优势,开展了多个项目的铰链力矩天平攻关,经过多年的研究发展,研制出一系列结构独特的铰链力矩天平,基本满足了各类飞行器的高速风洞铰链力矩试验需求.     

高精确性和高效率天平校准系统

为解决已有天平校准设备存在加载架初始定位精度、加载载荷准度和天平校准效率偏低的问题,研发了一套高精确性天平校准设备,采取激光跟踪仪的加载架初始定位、力传感器配合电动缸的加载和六连杆并联复位机构等关键技术,实现了天平的“全自动”校准。天平校准结果表明:天平的综合加载误差和综合加载重复性达到了国军标的先进指标要求,天平校准用时从10 h以上降低到3 h以内,提高了天平校准效率。     

风洞旋转天平试验装置测控系统

旋转天平是一种用来模拟飞机尾旋并获取气动力的试验装置,为使该装置的测控系统具有自动化程度高、测试精度高和抗干扰能力强的特点,设计并实现了一套应用于风洞旋转天平的测控系统。该系统包括了试验管理、天平数据采集和旋转运动控制3个子系统。测试结果表明：该系统可在试验管理子系统的调度下自动化运行,能够实现试验所需的多种运动控制,并能在复杂电磁环境下完成数据采集。该系统操作简单、稳定可靠,设计思路及所采用的技术具有一定的参考意义。     

低速风洞应变天平通道极性判断方法

为提高低速风洞应变天平工作效率,提出一种直接单分量加载判断天平通道极性的方法。通过对单分量 加载结果进行估计,筛选不同通道极性组合时的天平计算结果。实验结果表明：该方法能快速、有效地判断天平通 道极性,并且不依靠经验,支持自动化程序化运行;对加载精度要求较低,容易满足实用要求。     

一种风洞天平信号电磁干扰补偿方法

为解决风洞中的大功率伺服系统在运行时对弱小天平信号产生较强的电磁干扰,严重影响数据的精度和可靠性的问题,提出一种在时域上对信号进行干扰补偿的方法.通过在天平上引入旁路电桥,用于敏感干扰信号,使用减除法补偿天平信号,并模拟风洞试验环境,开展伺服驱动器和大功率电机的干扰补偿实验.结果表明:该方法能显著减弱电磁干扰的影响,达到提高数据精度和可靠性的目的.     

翼型风洞实验侧壁附面层控制技术研究

文中介绍了NF-3风洞二元实验段侧壁边界层吹除控制系统及实验方法,以GAW-1翼型为例,给出了不同吹气系数对风洞边界层的控制效果．研究了附面层吹除法对单段翼型和多段翼型实验结果的影响规律。结果表明,该控制系统能有效地改善翼型表面的流动特性。     

多段翼型风洞侧壁边界层的数值模拟

文中采用CFD数值方法,对相对厚度为17%的GAW-1多段翼型进行了侧壁边界层的数值模拟,并与西工大NF-3低速风洞的实验结果进行了比较。结果表明:对于NF-3翼型测压实验而言,当攻角小于4°时,风洞侧壁边界层对翼型展向的影响可忽略;当攻角大于4°时,风洞侧壁边界层对翼型中间剖面的流场影响必须加以控制和修正;并验证了NF-3风洞侧壁边界层吹除控制系统可以有效控制侧壁边界层的干扰,改善和提高翼型的气动特性。     

风洞常规天平结构设计优化方法及支持平台

为满足风洞高精度、高可靠性测量需求,设计开发了一种基于C/S 和B/S 共存架构的分布式优化软件平 台。在常规天平结构设计优化方法的基础上,使用该平台可以让多用户同时开展天平结构的在线设计优化与验证计 算。通过对天平优化设计涉及到的各种因素进行分析,结合多种软件及优化策略,利用对各种软件的二次开发与封 装,构建提升常规应变天平的优化支持平台。试验结果表明：该平台能完成天平的远程设计及验证计算,提高了天 平设计质量和效率。     

微量滚转力矩天平测量技术研究

针对战术导弹风洞试验模型滚转力矩分量载荷相对于其它分量载荷是一个小量的特点,文中开展了战术导弹模型微量滚转力矩天平总体方案设计、结构设计、灵敏度设计、安全限位设计、干涉分析及固有频率计算等研究,并应用其研究成果完成了一台微量滚转力矩天平的研制,给出了天平静态校准结果。校准结果表明,天平设计方案合理可行。     

动态实验微量滚转力矩天平测试技术研究

文中针对战术导弹模型动态气动特性风洞实验对微量滚转力矩测量提出的特殊要求,开展了动态气动特性风洞实验微量滚转力矩测量技术研究,成功地研制了一台五分量高灵敏度高精度微量滚转力矩动导天平,并完成了动导天平的静态校准、风洞实验和性能评估。实验结果表明,天平设计灵敏度合理,抗干扰能力强,实验精度高,满足战术导弹模型动态气动特性风洞实验微量滚转力矩测量要求。     

一种小型超音速风洞技术研究

详细介绍了小型超音速风洞装置的基本结构、工作原理和技术特性。该风洞装置可完成马赫数范围为2～7的空气动力实验。主要进行超音速气流的马赫数、滞止压力、滞止温度、气体流量以及空气动力载荷的测量；还可以观测并研究气流以不同马赫数在模型表面形成的激波、边界层分离和附面层情况等，并可在计算机上形成连续图像。该风洞广泛应用于空气动力、武器弹药工程和航空航天等方面的科学研究。     

2.4m跨声速风洞控制系统的智能运行技术

2．4m跨声速风洞控制系统智能运行技术,利用历史试验数据搭建含特征参数、原始数据及精选数据层的数据仓库。对数据仓库开展包括数据查询、控制曲线仿真及数据提取的数据挖掘和分析。该系统的开车参数智能自动生成,提高了风洞试验运行的效率及安全性,并已运用到风洞试验中,达到了预期的研究目的。