飞行器风洞测试模型的制作方法

本实用新型涉及一种风洞测试模型，尤其是一种飞行器风洞测试模型。

背景技术：

公知的：飞行器的研制是一个“设计-模型-试验-设计”的多次迭代过程，风洞试验是主要的研究手段，而风洞模型的设计与制造至关重要。目前已有技术大多采用树脂模型和电化学沉积型模型，这两种技术虽然能够快速实现模型的制作和相关试验，但是在高强度超音速测试方面存在很多困难，如果采用高强度合金材料进行设计加工其制作周期很长、制作成本很高，若遇到内腔形体复杂的情况就很难实现。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能够模拟飞行器，同时便于生产的飞行器风洞测试模型。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：包括飞行器壳体以及固定基座；所述飞行器壳体具有内空腔；所述飞行器壳体包括碳纤维复合层；所述碳纤维复合层的外表面上设置有均匀分布的传感器安装槽；所述碳纤维复合层内设置有合金网架；所述合金网架的下端延伸出碳纤维复合层；

所述合金网架下端设置有与固定基座固定连接的连接结构；所述飞行器壳体通过合金网架下端与固定基座固定连接；所述固定基座上设置有与风洞检测平台固定连接的第二连接结构。

优选的，所述合金网架下端设置有内螺纹孔，所述内螺纹孔内设置有连接合金网架与固定基座的螺栓。

优选的，所述固定基座上设置的与风洞检测平台固定连接的第二连接结构为螺栓孔。

进一步的，所述螺栓孔具有6个。

优选的，固定基座上表面的中心位置设置有与飞行器壳体下端相匹配的凹腔，所述飞行器壳体下端安装在凹腔内。

优选的，固定基座上表面的中心位置设置有与飞行器壳体下端内腔相匹配的凸台，所述飞行器壳体下端套装在凸台上。

本实用新型的有益效果是：本实用新型所述的飞行器风洞测试模型，由于其飞行器壳体包括外层的碳纤维复合层以及内层的合金网架；因此通过外层的碳纤维复合层能够满足飞行器壳体外形符合空气动力学模型的要求和足够的抗风强度，同时通过内层的合金网架结构能够保证飞行器风洞测试模型的整体强度。

同时本实用新型所述的飞行器风洞测试模型还具有以下优点：

1、采用合金网架作为壳体部分的内夹芯增强结构利用高性能复合材料一体成型工艺将其填充在高性能碳纤维复合材料之中，有效解决了复合材料壳体与固定基座的高强度联接这个难点；

2、本实用新型所述的飞行器壳体采用碳纤维复合层，因此高强度、高模量、重量轻，完全满足飞行器在超高速测试状态下的综合性能要求，复合材料特殊的成型工艺完全满足了大深度复杂内腔形体加工高难度要求；

3、本实用新型所述的飞行器风洞测试模型制作周期是常规方案的1/4、制作成本是常规方案的1/2，制作周期短、成本低，模型测试工况稳定可靠。

附图说明

图1是本实用新型实施例中飞行器风洞测试模型的立体图；

图2是本实用新型实施例中飞行器风洞测试模型的主视图；

图3是本实用新型实施例中飞行器风洞测试模型的俯视图；

图4是图3中的A-A剖视图；

图5是本实用新型实施例中飞行器风洞测试模型的仰视图；

图中标示：100-飞行器壳体，10-碳纤维复合层，20-合金网架，30-固定基座，31-螺栓孔，40-螺栓，50-传感器安装槽。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

如图1至图5所示，本实用新型所述的飞行器风洞测试模型，包括飞行器壳体100以及固定基座30；所述飞行器壳体100具有内空腔；所述飞行器壳体100包括碳纤维复合层10；所述碳纤维复合层10的外表面上设置有均匀分布的传感器安装槽50；所述碳纤维复合层10内设置有合金网架20；所述合金网架20的下端延伸出碳纤维复合层10；

所述合金网架20下端设置有与固定基座30固定连接的连接结构；所述飞行器壳体100通过合金网架20下端与固定基座30固定连接；所述固定基座30上设置有与风洞检测平台固定连接的第二连接结构。

本实用新型所述的飞行器风洞测试模型，在应用的过程中：

首先，飞行器壳体100由高性能碳纤维复合层10与合金网架20通过复合材料成型工艺制成“三明治”高强度夹芯结构；在制造的过程中：碳纤维复合层10与合金网架20是一个完整复合成型的有机体，飞行器壳体100的内空腔由木模模型在复合材料制作中一次形成。

即首先成型飞行器壳体100的内层碳纤维复合层10，内层碳纤维复合层10成型完成后，在内层碳纤维复合层10上套装合金网架20，然后在合金网架20外侧成型外层碳纤维复合层10。合金网架20配置在壳体内部左右对称位置，合金网架20的下底部平面上设置用于飞行器壳体100与固定基座30固定连接的连接结构。飞行器壳体100的表面设置了传感器安装槽50用于安装传感器测试工况技术数据的采集，飞行器壳体100的外表面在复合材料制作工艺时留有较大加工余量，后期通过加工中心一次加工成型。

飞行器壳体100加工完成后，将飞行器壳体100固定安装在固定基座30上，然后将固定基座30上与风洞测试平台固定连接。连接完成后进行风洞试验。

综上所述，本实用新型所述的飞行器风洞测试模型，由于其飞行器壳体包括外层的碳纤维复合层以及内层的合金网架；因此通过外层的碳纤维复合层能够保证飞行器壳体外形符合空气动力学模型的要求和足够的抗风强度，同时通过内层的合金网架结构能够保证飞行器风洞测试模型的整体强度。

同时本实用新型所述的飞行器风洞测试模型还具有以下优点：

1、采用合金网架作为壳体部分的内夹芯增强结构利用高性能复合材料一体成型工艺将其填充在高性能碳纤维复合材料之中，有效解决了复合材料壳体与固定基座的高强度联接这个难点；

2、本实用新型所述的飞行器壳体采用碳纤维复合层，因此高强度、高模量、重量轻，完全满足飞行器在超高速测试状态下的综合性能要求，复合材料特殊的成型工艺完全满足了大深度复杂内腔形体加工高难度要求；

3、本实用新型所述的飞行器风洞测试模型制作周期是常规方案的1/4、制作成本是常规方案的1/2，制作周期短、成本低，模型测试工况稳定可靠。

所述合金网架20与固定基座30之间可以通过多种方式进行固定连接，比如通过卡扣进行连接，为了在保证连接牢固的同时，便于飞行器壳体100在固定基座30上的安装和拆卸，优选的，所述合金网架20下端设置有内螺纹孔，所述内螺纹孔内设置有连接合金网架20与固定基座30的螺栓40。

所述固定基座30与风洞检测平台固定连接可以采用多种方式实现，比如在固定基座30上设置卡槽，在风洞检测平台上设置与卡槽匹配的卡扣件。为了在保证连接牢固的同时，便于固定基座30的安装和拆卸，优选的，所述固定基座30上设置的与风洞检测平台固定连接的第二连接结构为螺栓孔31。为了保证连接强度，进一步的，所述螺栓孔31具有6个。

为了使得飞行器壳体100外层的碳纤维复合层10的底部能与固定基座30密封配合，避免风洞试验时，气流进入到飞行器壳体100内部，一种优选方式为，固定基座30上表面的中心位置设置有与飞行器壳体100下端相匹配的凹槽，所述飞行器壳体100下端安装在凹槽内。

为了便于固定基座30与合金网架20固定连接，同时便于飞行器壳体100外层的碳纤维复合层10的底部与固定基座30密封配合，另一种优选方式为，固定基座30上表面的中心位置设置有与飞行器壳体100下端内腔相匹配的凸台，所述飞行器壳体100下端套装在凸台上。