一种双机身双机翼布局飞行器的风洞试验方法与流程

本发明属于风洞试验技术领域，涉及一种特殊构型飞行器的风洞试验方法，具体设计一种双机身双机翼布局飞行器的风洞试验方法。

背景技术：

高空长航时无人飞行器及升浮一体飞行器为提高升阻比多采用大展弦比机翼，大展弦比机翼面临结构柔性大，飞行时变形严重等问题，双机身双机翼布局形式可有效解决以上问题。

风洞试验是为飞行器设计提供优良的气动布局和空气动力学特性数据的主要手段，双机身双机翼飞行器是一种新布局飞行器，目前对这种布局的飞行器还没有成熟可靠的风洞试验方案。由于该类飞行器构型特殊，机翼位于飞行器中部，机身位于机翼两侧，对称面处没有机身，因此测力天平安装及模型支撑均面临严重问题。若采用常规全模风洞试验方案，则需用Y形支杆支撑双机身，将天平置于两个机身内部，而这种方案中Y形支杆对模型气动干扰较大，后期修正困难，并且双天平测量数据处理难度大；若采用半模风洞试验方案，则洞壁边界层及模型与洞壁之间的间隙会严重影响模型机翼的气动特性，导致测量结果不准确。因此设计一种干扰小，测量准确，可行性高的风洞测力试验方案是一个重要的科研课题。

技术实现要素：

为解决上述双机身双机翼布局飞行器风洞测力试验问题，本发明提出一种双机身双机翼布局飞行器的风洞试验方法，有效提高试验的准确性。

本发明双机身双机翼布局飞行器的风洞试验方法，通过下述步骤完成：

步骤1：将双机身双机翼飞行器风洞缩比模型从对称面处分开，形成左右对称的飞行器左半部与飞行器右半部。

步骤2：在双机身双机翼飞行器风洞缩比模型的飞行器左半部与飞行器右半部之间设置杆式测力天平；并将双机身双机翼飞行器风洞缩比模型的飞行器左半部与飞行器右半部中的前翼端部通过天平连接件与杆式测力天平的测力端相连，同时将双机身双机翼飞行器风洞缩比模型的飞行器左半部与飞行器右半部中的后翼端部间通过连接件相连。

步骤3：在杆式测力天平的尾端椎体端部安装支杆；支杆末端安装于风洞迎角调节机构上。

步骤4：加装前翼整流罩，罩住杆式测力天平及天平连接件。

步骤5：加装后翼整流罩，罩住双机身双机翼飞行器风洞缩比模型的飞行器左半部与飞行器右半部中后翼端部的不测力翼段。

步骤6：在双机身双机翼飞行器风洞缩比模型的飞行器左半部与飞行器右半部上安装气流隔板，分别与前翼整流罩和后翼整流罩固定。

本发明的优点在于：

(1)本发明双机身双机翼布局飞行器的风洞试验方法，采用全模试验方式，避免了半模试验中洞壁及模型与洞壁间隙对模型气动特性的影响，提高试验准确性；

(2)本发明双机身双机翼布局飞行器的风洞试验方法，采用单支杆尾撑的支撑方式，有效降低支撑系统对模型的干扰，且方便布置迎角调节机构；

(3)本发明双机身双机翼布局飞行器的风洞试验方法，将一个高精度的杆式测力天平置于模型内部测力，测量精度高，数据后处理简单可靠；

(4)本发明双机身双机翼布局飞行器的风洞试验方法，采用气流隔板将中间天平及整流罩与测力模型隔开，避免了中间整流罩对测力模型的干扰。

附图说明

图1为本发明双机身双机翼布局飞行器的风洞试验方法中，杆式测力天平安装位置示意图；

图2为本发明双机身双机翼布局飞行器的风洞试验方法中，整流罩及气流隔板安装方式示意图；

图3为本发明双机身双机翼布局飞行器的风洞试验方法中，天平连接件结构示意图；

图4为本发明双机身双机翼布局飞行器的风洞试验方法的整体构型示意图。

图中：

1-飞行器左半部 2-飞行器右半部 3-杆式测力天平

4-前翼 5-后翼 6-天平连接件

7-支杆 8-前翼整流罩 9-整流罩连接件

10-后翼整流罩 11-气流隔板 601-连接头

602-机翼连接板 603-定位孔

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

本发明双机身双机翼布局飞行器风洞试验方法，通过下述步骤完成：

步骤1：将双机身双机翼飞行器风洞缩比模型从对称面处分开，形成左右对称的飞行器左半部1与飞行器右半部2。

步骤2：将双机身双机翼飞行器风洞缩比模型的飞行器左半部1与飞行器右半部2分别向左与向右平移一段距离，将杆式测力天平3置于对称面处，使其轴向沿前后方向，如图1、图2所示；并将双机身双机翼飞行器风洞缩比模型的飞行器左半部1与飞行器右半部2中的前翼4端部通过天平连接件6与杆式测力天平3的测力端相连，同时将双机身双机翼飞行器风洞缩比模型的飞行器左半部1与飞行器右半部2中的后翼5端部间通过连接件相连。通过杆式测力天平3可测量双机身双机翼飞行器风洞缩比模型的气动力。

所述天平连接件6具有中心连接头601，以及两侧的机翼连接板602，如图3所示；中心连接头上开有定位孔603，用于与杆式测力天平3间同轴定位。两侧的机翼连接板602分别固定连接双机身双机翼飞行器风洞缩比模型的飞行器左半部1与飞行器右半部2中前翼4端部。

步骤3：在杆式测力天平3的尾端椎体端部安装支杆；支杆7前端同轴连接固定于杆式测力天平3的尾端椎体端部，如图1所示；支杆7末端安装于风洞迎角调节机构上；通过支杆7支撑双机身双机翼飞行器风洞缩比模型。

步骤4：加装前翼整流罩8，通过前翼整流罩8罩住杆式测力天平3及天平连接件6，避免及气流对天平的干扰，如图2所示。所述前翼整流罩8设计为T型截面结构罩体，包括上下两部分，上下扣合，分别通过螺钉固定于支杆7前端处套接的整流罩连接件9上。前翼整流罩8的横向罩体部分用来罩住天平连接件6，同时罩住双机身双机翼飞行器风洞缩比模型飞行器左半部1与飞行器右半部2中前翼4端部；纵向罩体部分用来罩住杆式测力天平3以及支杆7的前端。

步骤5：加装后翼整流罩10，如图2所示，后翼整流罩10同样包括上下两部分，上下扣合，由后翼整流罩10罩住双机身双机翼飞行器风洞缩比模型的飞行器左半部1与飞行器右半部2中后翼5端部的不测力翼段，避免该部分气动力传至杆式测力天平3。

步骤6：在双机身双机翼飞行器风洞缩比模型飞行器左半部1与飞行器右半部2上安装气流隔板11，如图2、图4所示。气流隔板11采用双隔板拼插构成的整体板状结构，最终套在飞行器左半部1与飞行器右半部2的前翼4与后翼5上，且分别与前翼整流罩8横向罩体部分两端以及后翼整流罩10两端固定，进而实现气流隔板11的定位，通过气流隔板11避免中间杆式测力天平3的安装区域对双机身双机翼飞行器风洞缩比模型的气流干扰，使杆式测力天平3只测量气流隔板11两侧模型上的气动力。

上述步骤4中，前翼整流罩8安装后，需保证前翼整流罩8不与双机身双机翼飞行器风洞缩比模型以及杆式测力天平3接触，避免前翼整流罩8上所受的力传至模型进而传至杆式测力天平3。步骤5中后翼整流罩10安装后，需保证后翼整流罩10不与双机身双机翼飞行器风洞缩比模型接触，避免后翼整流罩10上所受的力传至模型进而传至杆式测力天平3。步骤6中，气流隔板11安装后，需保证气流隔板11不与双机身双机翼飞行器风洞缩比模型接触，且保证双机身双机翼飞行器风洞缩比模型在气动力作用下发生变形后也不与气流隔板11接触，避免气流隔板11上所受的力传至模型进而传至天平。

通过本发明进行双机身双机翼飞行器的风洞试验时，真实试验模型为气流隔板11两侧部分，杆式测力天平3只测量气流隔板11两侧模型所受气动力，而前翼整流罩8、后翼整流罩10与气流隔板11所受气动力均传递至支杆7而不被杆式测力天平3测量。杆式测力天平3的安装区域产生的干扰由气流隔板11隔开，不影响模型气动特性，有效解决了双机身双机翼布局飞行器风洞试验天平安装及模型支撑问题。