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专利名称：一种用于翼型风洞试验的测压尾耙的制作方法
技术领域：
本发明涉及翼型气动性能风洞试验技术，具体是ー种用于翼型风洞试验的测压尾奉巴。
背景技术：
现有技术中，翼型风洞试验动量法阻カ测量技术(见王铁城编《空气动力学试验技木》，国防エ业出版社，1986，6-5节动量法实验)涉及的測量机构为总压、静压測量尾耙，一般由大量的总压管、数个静压管、支撑结构以及测压管组成，安装在翼型风洞试验模型后，能測量出翼型模型后一定距离(一般为O. 5 I. 2倍翼型模型弦长)、沿垂直于来流方向和翼型模型展向的直线上的气流总压和静压分布，并以此计算翼型模型的阻力和翼型的阻力系数。但是，该方法及測量机构仅适合于翼型模型所受升カ较小、尾迹气流向下翼面方向偏斜较小和流动无大流动分离的情況。当翼型模型所受升カ较大吋，该测量机构测量的尾迹总、静压与实际值会有较大偏差，且没有測量出尾迹气流的方向，从而影响翼型模型的阻力和翼型的阻力系数結果。国内专利检索尚无带捕捉气流方向的风洞压力測量相关技术的发明。外国专利US20070256506 (METHED AND DEVICE FOR MEASURING)公开了几种不同的用于测量来流压カ和压差的测压管布置形式，主要是使用一个半球面碗和测压管连接，使半球面的凹面面向来流，进而得到不受偏角影响的来流总压。该机构可以较准确地得到来流压力，但是不能捕捉到来流角度，不适合描述整个流场的信息。

发明内容
为了克服现有技术中存在的因尾迹气流速度偏斜而造成的总压、静压和翼型阻力系数结果偏差，以及不能捕捉到气流角度的不足，本发明提出了一种用于翼型风洞试验的测压尾耙。本发明包括横梁、支架和多个测压锥，以及与各测压锥配套的转轴、角度传感器、偏心球轴承、压盖、总压管和静压管；横梁的两端固定在支架的顶端；多个测压锥分别通过转轴安装在横梁的上方，并且所述测压锥下表面与横梁上表面之间的间距为IOOmm 200mm ;各角度传感器通过附带的联轴器的用户端孔与转轴固连；横梁前缘有个转轴安装孔，转轴的一端通过ー对偏心球轴承安装在该转轴孔内，并且在所述转轴该端的端头安装有角度传感器；转轴的另一端位于测压锥前缘处下表面处的转轴安装孔内，并且两者之间过盈配合；总压管的一端穿入位于测压锥前缘顶端的总压孔内，粘接并密封在总压孔的孔壁上；总压管的另一端与压カ测量仪的输入端连接；静压管的一端穿入位于测压锥前缘处上表面的静压孔内，粘接并密封在静压孔的孔壁上；静压管的另一端与压カ测量仪的输入端连接；所述测压锥前缘顶端的总压孔的轴线与测压锥的轴线重合，所述静压孔的轴线垂直于测压锥的上表面，并且总压孔和静压孔的孔径为O. 5 I. 0mm。转轴安装孔位于测压锥的气动力作用中心与该测压锥的前缘顶点之间。
所述测压锥的数量根据试验模型尾迹区域的范围和測量精度确定，使试验模型尾迹区域处于最两端的测压锥之间。所述横梁的横剖面为上、下対称的流线形；在该横梁内有总压管的导通孔和静压管的导通孔；总压管与静压管穿入转轴的内孔中，并穿过横梁上的导通孔与压カ测量仪连接。所述的总压管与静压管的导通孔包括与各转轴安装孔连通的支孔和贯通横梁长度的总孔；所述的各支孔均与总孔之间贯通；所述总孔的内径与支架顶端空心销的外径相同。所述的各测压锥均为流线型截面的旋成体；测压锥内部有空腔；各测压锥前缘处的转轴安装孔的中心线垂直于测压锥中心线；该转轴安装孔与测压锥内部的空腔之间导通；测压锥前缘顶端的总压孔与转轴安装孔导通；测压锥前缘处的上表面的静压孔与测压锥内的空腔导通。所述的转轴为空心直管，转轴的外径与测压锥上的转轴孔直径相同，形成过盈配 合；转轴与测压锥连接一端的圆周表面分布有总压管和静压管的过孔；在转轴与横梁连接一端的圆周表面亦有总压管和静压管的条形过孔。所述轴套中部有条形孔，该条形孔的位置与转轴上的条形孔的位置对应。本发明主要用于解决现有翼型风洞试验动量法阻力測量技术中总压测量偏差较大、以及求出的尾迹速度分布和计算的阻力值误差较大的问题。本发明安装在风洞中需要测量气流总压和静压カ沿线性分布的位置。风洞中试验模型前的气流方向顺风洞轴线方向，定义为X轴正向，横梁长度方向垂直于X轴并定义为Z轴，Y轴垂直于X轴和Z轴，X轴、Y轴和Z轴构成右手坐标系。横梁上面布置有多个测压锥。测压锥为流线型的旋成体，转轴安装孔位于测压锥的气动力作用中心与该测压锥的前缘顶点之间，用于捕捉气流方向，通过安装在横梁底部和转轴下端的角度传感器测出测压锥偏角，即气流方向角。在测压锥头部开总压孔和头部后一定距离上表面处开静压孔，测压管的一端由转轴引入总压孔和测压孔，另一端与压カ数据采集系统相连，可用于测量气流总压和压カ孔静压，由此可计算出沿横梁方向的ニ维速度分布，并计算尾耙前面的翼型模型的阻力。本发明与传统风洞测压尾耙不同，具有角度捕捉能力。使用时，横梁与支架固连，支架固定于风洞试验模型后的风洞下洞壁上；各测压锥通过转轴沿横梁长度方向安装于横梁头部上表面，保证测压锥的转轴安装孔位于测压锥的气动力作用中心与该测压锥的前缘顶点之间，总压管和静压管分别与各测压锥的总压孔和静压孔连接、密封，然后经转轴上端的总压管和静压管过孔进入转轴内，再经过转轴下端的总压管和静压管过孔和轴套的条形孔、横梁上导通孔、支架上的空心销的孔穿出并与压力数据采集系统连通。气流流过测压锥时，由于气动力的作用，使测压锥和转轴转动，当测压锥与气流的夹角为零吋，测压锥停止转动。此时角度传感器记录下测压锥偏角，压カ数据采集系统通过测压管记录下测压锥总压孔和静压孔处的压力数据。机构总装后，确保转轴可在支架上自由转动，测压管保持导通、不漏气，并不限制测压锥和转轴组合体的自由转动。通过各测压锥总压孔和静压孔处的压力测量值的差值就可计算出测压锥处的尾迹气流流动速度V，结合角度传感器记录的测压锥偏角就可以计算沿两个方向的速度分量u和V。计算公式为，
权利要求
1.一种用于翼型风洞试验的测压尾耙，其特征在于，包括横梁、支架和多个测压锥，以及与各测压锥配套的转轴、角度传感器、偏心球轴承、压盖、总压管和静压管；横梁的两端固定在支架的顶端；多个测压锥分别通过转轴安装在横梁的上方，并且所述测压锥下表面与横梁上表面之间的间距为IOOmm 200mm ;各角度传感器通过附带的联轴器的用户端孔与转轴固连；横梁前缘有多个转轴安装孔，转轴的一端通过ー对偏心球轴承安装在该转轴孔内，并且在所述转轴该端的端头安装有角度传感器；转轴的另一端位于测压锥前缘处下表面处的转轴安装孔内，并且两者之间过盈配合；总压管的一端穿入位于测压锥前缘顶端的总压孔内，粘接并密封在总压孔的孔壁上；总压管的另一端与压カ测量仪的输入端连接；静压管的一端穿入位于测压锥前缘处上表面的静压孔内，粘接并密封在静压孔的孔壁上；静压管的另一端与压カ测量仪的输入端连接；所述测压锥前缘顶端的总压孔的轴线与测压锥的轴线重合，所述静压孔的轴线垂直于测压锥的上表面，并且总压孔和静压孔的孔径为O.5 I. Omm ;转轴安装孔位于测压锥的气动力作用中心与该测压锥的前缘顶点之间。
2.如权利要求I所述ー种用于翼型风洞试验的测压尾耙，其特征在于，所述测压锥的数量根据试验模型尾迹区域的范围和測量精度确定，使试验模型尾迹区域处于最两端的测压锥之间。
3.如权利要求I所述ー种用于翼型风洞试验的测压尾耙，其特征在于，所述横梁的横剖面为上、下対称的流线形；在该横梁内有总压管的导通孔和静压管的导通孔；总压管与静压管穿入转轴的内孔中，并穿过横梁上的导通孔与压カ测量仪连接。
4.如权利要求3所述ー种用于翼型风洞试验的测压尾耙，其特征在于，所述的总压管与静压管的导通孔包括与各转轴安装孔连通的支孔和贯通横梁长度的总孔；所述的各支孔均与总孔之间贯通；所述总孔的内径与支架顶端空心销的外径相同。
5.如权利要求I所述ー种用于翼型风洞试验的测压尾耙，其特征在于，所述的各测压锥均为流线型截面的旋成体；测压锥内部有空腔；各测压锥前缘处的转轴安装孔的中心线垂直与测压锥中心线；该转轴安装孔与测压锥内部的空腔之间导通；测压锥前缘顶端的总压孔与转轴安装孔导通；测压锥前缘处的上表面的静压孔与测压锥内的空腔导通。
6.如权利要求I所述ー种用于翼型风洞试验的测压尾耙，其特征在于，所述的转轴为空心直管，转轴的外径与测压锥上的转轴孔直径相同，形成过盈配合；转轴与测压锥连接ー端的圆周表面分布有总压管和静压管的过孔；在转轴与横梁连接一端的圆周表面亦有总压管和静压管的条形过孔。
7.如权利要求I所述ー种用于翼型风洞试验的测压尾耙，其特征在于，所述轴套中部有条形孔，该条形孔的位置与转轴上的条形孔的位置对应。
全文摘要
一种用于翼型风洞试验的测压尾耙，横梁的两端固定在支架的顶端；多个测压锥分别通过转轴安装在横梁的上方。测压锥为流线型的旋成体，将测压锥的气动中心置于测压锥支撑点之后，则可用于捕捉来流方向，通过安装在横梁底部和转轴下端的角度传感器测出来流方向角。在测压锥头部开总压孔和头部后一定距离上表面处开静压孔，测压管的一端由转轴引入总压孔和静压孔，另一端与压力数据采集系统相连，可用于测量气流总压和静压孔的压力，由此可计算出沿横梁方向的二维速度分布，并计算尾耙前面的翼型模型的阻力。本发明能够准确测量出测压锥处的气流总压，以及测压锥处的气流速度、气流偏角和气流的两个速度分量，从而得到翼型模型所受的阻力和升力。
文档编号G01M9/06GK102692311SQ201210146288
公开日2012年9月26日 申请日期2012年5月11日 优先权日2012年5月11日
发明者惠增宏, 焦予秦, 郭琦, 金承信, 陆岩 申请人:西北工业大学