一种用于旋成体喷流测力试验的模型装置的制作方法

本发明属于实验装置技术领域，涉及一种用于喷流试验的模型设计的模型结构，特别涉及一种用于旋成体喷流测力试验的模型装置。

背景技术：

侧向喷流产生的反作用力(rcs)可改变飞行器运动姿态或轨道，其作用在于补充气动舵面效率不足和快速改变飞行状态，已在国内外的多种飞行器上得到应用：例如pac-3、thaad、aster、htv-2、返回器以及我国多种新型高机动飞行器，rcs控制技术已成为以上飞行器的必备关键技术。然而，喷流与外流干扰使得飞行器表面及空间流动发生显著变化，产生附加的气动力与力矩，控制系统设计需得到准确的表面载荷特性及气动特性，而风洞试验及数值预测是提供以上结果的重要手段，风洞试验也是验证数值方法模拟精度及指导其改进方向的重要途径。

喷流干扰流场存在复杂的波系和涡系结构，在某些条件下(如轨控喷流)干扰流场随来流条件及模型条件的变化尤为敏感。喷流模型设计时，为了实现喷管、贮室等结构，需要将模型进行分段连接，测力试验时模型还要与天平连接。模型各段之间的连接，模型与天平的连接，通常使用销子定位或者螺钉紧固。这使得模型表面的开孔过多，模型表面与原始数模存在较大差异，直接影响了试验结果的精准度。因此，在喷流试验的模型设计时，需要保证模型表面尽量光滑，以减少这种影响。

目前尚未见有用于减小模型表面开孔影响的旋成体喷流测力试验的模型。

技术实现要素：

本发明的一个目的是解决现有旋成体喷流测力试验的模型表面开孔影响喷流流场的问题，并提供后面将说明的优点。

鉴于此，本发明提供了一种用于旋成体喷流测力试验的模型装置，模型后段与天平连接后通过两个销子和两个螺钉实现定位和径向紧固，然后模型后段套上套筒，再与模型前段连接。将模型前段、模型后段、套筒的位于喷口对侧的销孔对齐后，使用销子将三者固定。通过这种手段达到减少模型表面开孔影响喷流流场的目的。

为此，本发明的用于旋成体喷流测力试验的模型装置包括：模型前段、模型后段和套筒，所述模型前段为子弹头形状，其弹身后端部具有直径小于弹身外径的连接段，从后端部的端面向弹头内部开设有贮室内腔，贮室内腔的腔口设置有用于连接高压管路的内螺纹，在靠近连接段的弹身上侧壁上，开设有贯通至所述贮室内腔的拉瓦尔喷管形状的喷管，所述模型后段为能够卡套并固定在所述连接段上的直筒状圆筒，所述圆筒的内径与所述连接段的外径相同，所述圆筒后段外径与弹身外经相同，其卡套在所述连接段的前段部分的外径小于弹身的外径，在前段圆筒壁上开设有多个用于固定测试设备的安装孔，所述套筒配合套接在圆筒前段整体上，所述套筒的外径与弹身的外径相同，在弹身的下侧，通过固定销将卡套在一起的模型前段、模型后段和套筒连接固定。

优选用于连接固定的模型前段、模型后段和套筒上彼此相配合的销孔位于喷管对侧的位置。

优选所述模型后段与测试用天平连接的部分有两个销孔和两个台阶孔，四个孔呈“十”字布置，且一销孔与另一销孔相对、一台阶孔与另一台阶孔相对。

优选所述模型前段、所述模型后段和所述套筒组装配合后与原始数模外形相同。

优选所述模型前段与所述模型后段利用定位销和螺钉连接固定。

优选所述模型后段的前段上开设有用于安装固定测试用天平的销孔和螺纹孔。

本发明具有以下有益效果：

(1)本发明设计了用于旋成体喷流测力试验的模型装置，解决了现有旋成体喷流测力试验的模型表面开孔影响喷流流场的问题。

(2)本发明减小了喷流模型表面开孔过多的不利影响，使模型表面与原始数模更为吻合。

(3)本发明的结构经多次重复性试验验证，证明其结构稳定、可靠。

附图说明

图1为本发明其中一个实施例中用于旋成体喷流测力试验的模型装置的装配示意图。

图2(1)(2)(3)为各部件分解示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

基于喷流试验的要求，本发明专门设计与制作了用于旋成体喷流测力试验的模型装置。如图1所示，本发明提供的一种用于旋成体喷流测力试验的模型装置，包括：

模型前段1，其有销孔，用于与模型后段和套筒连接固定；和

模型后段2，其有销孔和螺纹，用于与模型前段、套筒和测力天平连接固定；和

套筒3，其有销孔，用于与模型前段和模型后段连接固定。

在本发明的其中一个实施例中，作为优选，该用于旋成体喷流测力试验的模型装置，还包括：

模型前段1，其有喷管及贮室结构；其有一段连接段，连接段位于喷管附近，用于与模型后段连接；其与模型后段和套筒连接固定的销孔位于喷管对侧，且与模型后段和套筒的绝对位置相同；其与模型后段和套筒连接后，模型前段和套筒之间的配合与原始数模外形相同。

在本发明的其中一个实施例中，作为优选，如图2所示，该用于旋成体喷流测力试验的模型装置，还包括：

模型后段2，其有三段连接段，一段用于与模型前段连接，一段用于与天平连接，另一段用于与套筒连接；其与天平连接的部分有两个销孔和两个台阶孔，四个孔呈“十”字布置，且一销孔与另一销孔相对、一台阶孔与另一台阶孔相对；其与模型前段和套筒连接固定的销孔位于喷管对侧，且与模型前段和套筒的绝对位置相同；其与模型前段和套筒连接后，模型后段和套筒之间的配合与原始数模外形相同。

在本发明的其中一个实施例中，作为优选，该用于旋成体喷流测力试验的模型装置，还包括：

套筒3，其与模型前段和模型后段连接固定的销孔位于喷管对侧，且与模型前段和模型后段的绝对位置相同；其与模型后段连接，连接后与模型前段和模型后段的配合与原始数模外形相同。

在本发明的一个实施例中，一种用于旋成体喷流测力试验的模型装置包含模型前段1、模型后段2和套筒3，其技术方案包含：

(1)设计。为喷流模型设计提供了用于旋成体喷流测力试验的模型装置，包括结构设计和连接设计。

(2)安装。模型后段和天平采用销子和螺钉连接，模型前段、模型后段和套筒采用销子连接，可减少对模型表面外形的影响。

(3)应用。使用该结构研制了喷流测力试验的模型装置，并在高超声速风洞完成来流马赫数5条件下的吹风试验，表明该结构稳定性和重复性符合要求。

本发明未公开内容为本领域技术人员公知常识。尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种用于旋成体喷流测力试验的模型装置，包括模型前段、模型后段和套筒，模型前段为子弹头形状，其弹身后端部具有直径小于弹身外径的连接段，从后端部的端面向弹头内部开设有贮室内腔，贮室内腔的腔口设置有用于连接高压管路的内螺纹，在靠近连接段的弹身上侧壁上，开设有贯通至贮室内腔的拉瓦尔喷管形状的喷管；模型后段为能够卡套并固定在模型前段连接段上的直筒状圆筒，圆筒内径与模型前段连接段的外径相同，圆筒后段外径与弹身外径相同，其卡套在模型前段连接段的前段部分的外径小于弹身的外径，在前段圆筒壁上开设有多个用于固定测试设备的安装孔；套筒配合套接在模型后段圆筒前段整体上，套筒的外径与弹身的外径相同。

技术研发人员：曹宁;倪招勇;熊琳
受保护的技术使用者：中国航天空气动力技术研究院
技术研发日：2018.12.10
技术公布日：2019.04.16