专利名称：一种二元翼型试验平台的制作方法
技术领域：
本发明涉及风洞测试技术，具体说就是一种二元翼型试验平台。
背景技术：
目前在风洞中进行二元翼型实验主要有以下三种方法翼型表面测压法、动量法以及直接测力法。而直接测力法是一种看似简单，实则较为复杂的二维翼型的实验方法，如果参数选择不适当，与前两种方法相比往往难以得到足够精确的实验数据，并且方案设计起来较为复杂。但是由于这种方法的翼型气动力由天平直接测出，实验结果直接明确，并且具有很好的经济性，因此在一些课题研究和型号试验中，依然有一定的应用。

发明内容
本发明的目的在于提供一种直接测量的二元翼型试验平台。本发明的目的是这样实现的一种二元翼型试验平台，包括上转盘单元(I)、下转盘单元(3)和试验主题单元
(2)，上转盘单元(I)连接试验主题单元(2)，试验主题单元(2)连接下转盘单元(3)，上转盘单元(I)与风洞上地板处的工字梁连接，下转盘单元(3)与风洞转盘连接。本发明还具有如下特征1、所述的上转盘单元包括上框架(3)、多个连接杆(4)和上端板(5)，上框架(3)固定在风洞上地板处的工字梁上，上框架(3)与多个连接杆(4)的一端固定连接，多个连接杆(4)的另一端与上端板(5)固定连接。2、所述的下转盘单元包括底座(6)、四个支撑杆(7)、第一支撑座(8)、第二支撑座和下端板(10)，底座(11)通过螺钉固定在风洞下转盘处，风洞转盘中心与底座(6)中心通过钢套连接在一起，风洞转盘与底座(6)同心运行，在底座(6)上安装四个支撑杆(7)，每个支撑杆(7)通过螺栓连接下端板(10)，第一支撑座(8)的一端与底座(6)连接，第一支撑座(8)的另外一端与第二支撑座(9)的一端连接，第二支撑座(9)的另外一端与下端板连接，第二支撑座(9)为空腔。3、所述的试验主题单元包括翼型(12)、上翼段(13)、下翼段(14)和三段轴(16. 17. 18)，在翼型(12)内部安装有中轴(17)和天平(15)，天平与中轴连接，在上翼段
(12)内部安装有上轴(16)，上轴(16)与上端板(5)通过调心球轴承连接，翼型(12)的中心在风洞转盘的中心处；下翼段(13)内部安装有下轴(18)，下轴(18)的下端与第二支撑座(9)连接，中轴(17)的两端为锥形，中轴(17)的两端分别通过长螺钉与上轴(16)和下轴(18)连接并紧固。4、所述的翼型(12)的两端与上翼段(13)和下翼段(14)的连接采用迷宫的形式连接。5、所述的天平(15)上端固定在天平上锥套(19)上，天平上锥套(19)通过螺钉固定在中轴(17)上，天平(15)下端固定在天平下锥套(20)上，天平下锥套(20)通过胶嵌在翼型(12)内；天平(15)外装有金属护套。6、所述的天平上锥套(19)通过正反螺母将天平(15)紧固；天平下锥套通过螺钉与天平连接并紧固。7、所述的翼型(12)采用NACAOO15翼型，弦长300mm，测量段展长200mm;翼型(12)采用聚四氟乙烯材料。8、所述的三段轴(16. 17. 18)外包覆有不导电的环氧树脂。由于翼型是影响飞机气动性能的重要因素，采用二元翼型实验进行等离子减阻和抑制分离性能的研究具有很强说服力，同时也可为三维实验奠定重要的基础。这种测量方案的优点是模型的重量与阻力元无关，沿体轴阻力元载荷变化范围不大，容易测量出较小的阻力变化。另外一个好处就是外置的天平不容易受到模型表面电极高压高频放电的影响。需要说明的是，由于在非测量翼段布置放电电极不容易，并且条型电极在末端有电荷聚集效应，因此虽然采用了上述若干个保持翼型二维流动的措施，然而在电极放电状态下，翼型的二维流动无论如何也是近似的。


图1为本发明的二元翼型试验平台总图；图2为图1的二元翼型试验平台左视图；图3为图1的A-A视图；图4为图1的B-B视图；图5为图1的测量段及非测量段连接图；图6为图5的剖面图1;图7为图5的剖面图2;图8为图5的剖面图3;图9为图5的剖面图4;图10为图5的翼型与天平连接图。
具体实施例方式下面结合附图举例对本发明作进一步说明。实施例1 :结合图1-图10，一种二元翼型试验平台，包括上转盘单元1、下转盘单元3和试验主题单元2，上转盘单元I连接试验主题单元2，试验主题单元2连接下转盘单元3，上转盘单元I与风洞上地板处的工字梁连接，下转盘单元3与风洞转盘连接。所述的上转盘单元包括上框架3、多个连接杆4和上端板5，上框架3固定在风洞上地板处的工字梁上，上框架3与多个连接杆4的一端固定连接，多个连接杆4的另一端与上端板5固定连接。所述的下转盘单元包括底座6、四个支撑杆7、第一支撑座8、第二支撑座9和下端板10，底座11通过螺钉固定在风洞下转盘处，风洞转盘中心与底座6中心通过钢套连接在一起，风洞转盘与底座6同心运行，在底座6上安装四个支撑杆7，每个支撑杆7通过螺栓连接下端板10，第一支撑座8的一端与底座6连接，第一支撑座8的另外一端与第二支撑座9的一端连接，第二支撑座9的另外一端与下端板10连接，第二支撑座9为空腔。所述的试验主题单元包括翼型12、上翼段13、下翼段14和三段轴16. 17. 18，在翼型12内部安装有中轴17和天平15，天平与中轴连接，在上翼段12内部安装有上轴16，上轴16与上端板5通过调心球轴承连接，用于调节整套翼型的中心在风洞转盘的中心处；下翼段13内部安装有下轴18，下轴18的下端与第二支撑座9连接，中轴17的两端为锥形，中轴17的两端分别通过长螺钉与上轴16和下轴18连接并紧固。所述的翼型12的两端与上翼段13和下翼段14的连接采用迷宫的形式连接。所述的天平15上端固定在天平上锥套19上，天平上锥套19通过螺钉固定在中轴17上，天平15下端固定在天平下锥套20上，天平下锥套20通过胶嵌在翼型12内。所述的天平上锥套19通过正反螺母将天平15紧固；天平下锥套通过螺钉与天平连接并紧固。所述的翼型12采用NACA0015翼型，弦长300mm，测量段展长200mm ;翼型12采用聚四氟乙烯材料。天平15外装有金属护套；所述的三段轴16. 17. 18外包覆有不导电的环氧树脂。实施例2 利用风洞的转盘系统，模型采用立装方式，采用NACA0015翼型，弦长250mm，为了减小三维流动的影响测量段展长仅仅200mm，非测量段(随动部分)对称布置在测量段的两侧，在其两端安装有机玻璃端板(PMMA)，用于消除翼型的展向流动，端板之间距离为800mm，端板采用透明材料制成是为了便于流态观察。一定长度的非测量段可以避免把端板和翼型的角窝部分的流动畸形变带给测量段。测量段与非测量段之间设置有0. 5mm的间隙，用于防止变形时两段相碰。同时测量段与非测量段之间将采用海绵、胶带纸等有效的软连接方式，保证两段之间既可以保持密封连续，又没有力的传递。测量段伸出一长轴，穿过一侧(底侧)的非测量段和端板，与安装在回转台上的外式三分量天平相连，进行气动力测量。实验模型和天平可以通过连接在其下部的支座垂直固定在回转台上，其垂直中轴线与转台中心重合，通过转台机构实现测量段和底侧非测量段(包括底侧端板)和来流迎角的变化。实施例3:下转盘单元安装在风洞的下转盘系统上，上转盘单元固定在试验段上部的横梁上。上、下转盘单元通过一根三段的轴连接，翼型内安装有中轴，下轴的下部与下转盘连接，上轴的上部分通过调心轴承与上转盘单元连接，这样就能保证风洞转盘旋转带动机构的下转盘单元旋转时，上转盘单元不动，翼型随着下转盘的旋转而旋转。这样作的优点是在翼型流场周围没有梁柱等多余结构影响流场，这将大大方便翼型尾流的测量。翼型采用高抗压的非金属材料成型。测量段内安装一内式￠20天平，天平后锥与测量段内预埋的金属件连接，其前锥与中轴伸出的天平锥套固定。天平体外装有金属护套用于屏蔽高频的电磁干扰。三段的轴外铺设一薄层不导电的环氧树脂用于绝缘。上下非测量段预埋有上轴与下轴， 彼此之间通过锥连接把翼形连接成一体。 下非测量段的下轴通过键连接固定在回转台上，其垂直中轴线与转台中心重合，通过转台机构实现翼型测量段和非测量段对来流迎角的变化。
权利要求
1.一种二元翼型试验平台，包括上转盘单元(I)、下转盘单元(3)和试验主题单元(2)，其特征在于上转盘单元(I)连接试验主题单元(2)，试验主题单元(2)连接下转盘单元(3)，上转盘单元(I)与风洞上地板处的工字梁连接，下转盘单元(3)与风洞转盘连接。
2.根据权利要求1所示的一种二元翼型试验平台，其特征在于所述的上转盘单元包括上框架(3)、多个连接杆(4)和上端板(5)，上框架(3)固定在风洞上地板处的工字梁上，上框架(3)与多个连接杆(4)的一端固定连接，多个连接杆(4)的另一端与上端板(5)固定连接。
3.根据权利要求1所示的一种二元翼型试验平台，其特征在于所述的下转盘单元包括底座￠)、四个支撑杆(7)、第一支撑座(8)、第二支撑座(9)和下端板(10)，底座(11)通过螺钉固定在风洞下转盘处，风洞转盘中心与底座(6)中心通过钢套连接在一起，风洞转盘与底座出)同心运行，在底座(6)上安装四个支撑杆(7)，每个支撑杆(7)通过螺栓连接下端板(10),第一支撑座(8)的一端与底座(6)连接,第一支撑座(8)的另外一端与第二支撑座(9)的一端连接，第二支撑座(9)的另外一端与下端板(10)连接，第二支撑座(9)为空腔。
4.根据权利要求1所示的一种二元翼型试验平台，其特征在于所述的试验主题单元包括翼型(12)、上翼段(13)、下翼段(14)和三段轴(16. 17. 18)，在翼型(12)内部安装有中轴(17)和天平(15)，天平与中轴连接，在上翼段(12)内部安装有上轴(16)，上轴(16)与上端板(5)通过调心球轴承连接，翼型(12)的中心在风洞转盘的中心处；下翼段(13)内部安装有下轴(18)，下轴(18)的下端通过键与第二支撑座(9)连接，中轴(17)的两端为锥形，中轴(17)的两端分别通过长螺钉与上轴(16)和下轴(18)连接并紧固。
5.根据权利要求4所述的一种二元翼型试验平台，其特征在于所述的翼型(12)的两端与上翼段(13)和下翼段(14)的连接采用迷宫的形式连接。
6.根据权利要求4所述的一种二元翼型试验平台，其特征在于所述的天平(15)上端固定在天平上锥套(19)上，天平上锥套(19)通过螺钉固定在中轴(17)上，天平(15)下端固定在天平下锥套(20)上，天平下锥套(20)通过胶嵌在翼型(12)内；天平(15)外装有金属护套。
7.根据权利要求4所述的一种二元翼型试验平台，其特征在于所述的天平上锥套(19)通过正反螺母将天平(15)紧固；天平下锥套通过螺钉与天平连接并紧固。
8.根据权利要求4所述的一种二元翼型试验平台，其特征在于所述的翼型(12)采用NACA0015翼型，弦长300mm，测量段展长200mm ;翼型(12)采用聚四氟乙烯材料。
9.根据权利要求4所述的一种二元翼型试验平台，其特征在于所述的三段轴(16. 17. 18)外包覆有不导电的环氧树脂。
全文摘要
本发明涉及一种二元翼型试验平台，包括上转盘单元(1)、下转盘单元(3)和试验主题单元(2)，上转盘单元(1)连接试验主题单元(2)，试验主题单元(2)连接下转盘单元(3)，上转盘单元(1)与风洞上地板处的工字梁连接，下转盘单元(3)与风洞转盘连接。这种测量方案的优点是模型的重量与阻力元无关，沿体轴阻力元载荷变化范围不大，容易测量出较小的阻力变化。另外一个好处就是外置的天平不容易受到模型表面电极高压高频放电的影响。
文档编号G01M9/06GK103033337SQ201210529720
公开日2013年4月10日 申请日期2012年12月11日 优先权日2012年12月11日
发明者由亮, 张国友, 王铭威, 牛中国 申请人:中国航空工业空气动力研究院