本發(fā)明涉及等離子體流動控制技術領域，具體是一種用于高速風洞等離子體流動控制實驗的測力裝置。

背景技術：

等離子體流動控制作為一種新概念流動控制手段，成為空氣動力學和氣動熱力學領域的研究熱點。介質阻擋放電等離子體激勵器作為一種新概念的流動控制裝置，具有結構簡單、無移動部件、響應頻率高、作用頻段寬等特點，可以利用微量的、局部的氣流擾動來控制大流量、全局性的特性。目前世界學術機構廣泛開展了等離子體激勵器流動分離控制，邊界層流動控制，氣動噪聲減弱，圓柱繞流流動分離控制，抑制空腔繞流、槳葉流動分離等方面。據(jù)估算飛行器的飛行阻力每減小1％，有效載荷即可增加10％以上，而全球每年就可以節(jié)省上千億美元燃料成本，同時可以提高飛機的飛行速度以及增大航程。等離子體激勵器能抑制邊界層分離從而使邊界層盡量保持層流狀態(tài)，控制漩渦流場，使之產(chǎn)生有利干擾，從而減小阻力、增加機翼有效面積、彎度和環(huán)量等。因此DBD等離子體流動控制技術的應用，有可能使飛行器及動力裝置的性能實現(xiàn)重大的提升，具有很高的經(jīng)濟價值。以至于2002年簡氏防務周刊將國外進行的等離子體可以劇烈改變飛行器空氣動力特性的研究評論為：將期待一場航空和商業(yè)飛行器的革命。2005年，美國空軍科研局將等離子體動力學列為未來幾十年內保持技術領先地位的六大基礎研究課題之一。2006年，國防科工委也將“等離子體推進技術”列入國防基礎研究的“十一五”發(fā)展規(guī)劃中?？傊珼BD等離子體流動控制技術具有重大的理論意義和廣泛的應用價值。

研究高速來流下等離子體流動控制效果具有重要的應用價值，等離子體流動控制應用于戰(zhàn)斗機、直升機、螺旋槳等，對提升性能將起到一定的作用，其無損安裝、無運動部件的優(yōu)點，能容易實施相關技術與飛機的安裝布置作業(yè)。作為等離子體流動控制技術的核心部件—等離子體激勵器，科研人員對其進行了更為細致和全面的研究。為摸清等離子體激勵器在高速來流下的激勵效果，需在高速風洞中進行等離子體激勵器流動控制實驗，在高速風洞中測量等離子體氣動激勵所產(chǎn)生力的大小，從而能定量研究等離子體氣動激勵的效果，因此需要一款能測量等離子體氣動激勵所產(chǎn)生力的設備。等離子體激勵器在飛行器上的應用是布置于飛行器的表面，并在工藝上實現(xiàn)結構穩(wěn)固，由于等離子體激勵器平板模型結構上薄而且小，直接將平板模型放置風洞中，高速來流情況下會出現(xiàn)搖擺甚至折斷現(xiàn)象，因此需要設計一款專用的設備安裝于風洞中，不僅能固定等離子體激勵器，而且能實現(xiàn)準確測力。

技術實現(xiàn)要素：

為在高速風洞中實現(xiàn)等離子體流動控制氣動激勵效果的定量測量，本發(fā)明提出了一種用于高速風洞等離子體流動控制實驗的測力裝置。

本發(fā)明包括轉盤、移動模塊、高精度電子稱感應器、彈簧和滑軌機構。其中：

所述移動模塊嵌裝在該轉盤中心的方形安裝孔內，并使該移動模塊有滑軌安裝塊一側的表面凸出所述轉盤的盤表面。

滑軌機構平行的安裝在所述轉盤的盤表面。該滑軌機構中的滑塊固定在所述移動模塊的滑軌安裝塊上。所述高精度電子稱感應器與兩個彈簧的位置分別與所述滑軌機構的兩端對應，并且高精度電子稱感應器位于所述移動模塊的一端，嵌裝在所述轉盤中心的方形安裝孔內；兩個彈簧位于所述移動模塊的另一端，嵌裝在所述轉盤中心的方形安裝孔內。

所述的移動模塊相對稱的兩個側表面分別有一對凸出該側表面的凸塊，該凸塊為滑軌安裝塊。

所述轉盤的中心有用于嵌裝所述移動模塊方形貫通孔。所述貫通孔一端內表面的上部有凹槽，該凹槽為高精度電子稱感應器安裝腔，高精度電子稱感應器嵌裝在該高精度電子稱感應器安裝腔內。所述所述貫通孔另一端內表面的中部對稱的分布有兩個用于安放彈簧的盲孔。所述方形的貫通孔兩側邊有用于嵌裝所述滑軌安裝塊的凹槽，該凹槽的深度須使滑軌安裝塊裝入后，移動模塊的上表面與該轉盤的上表面平齊。

所述轉盤嵌裝在風洞試驗段一側壁的窗口內。在該移動模塊位于風洞內的表面固定風洞試驗所需的平板等離子體激勵器，并使該等離子體激勵器的受力方向與移動模塊的移動方向一致。

本發(fā)明在測力實驗前，使移動模塊與高精度電子稱感應器相接觸，通過電子稱的感應輸出記錄一個初始力的大小。測力實驗時，改變不同的等離子體激勵狀態(tài)以及不同的來流速度，記錄不同狀態(tài)下力的大小，從而定量的研究高速狀態(tài)下等離子體流動控制效果。

本發(fā)明通過轉盤、移動模塊、滑軌機構、高精度電子稱感應器共同構成測力裝置，能定量測量高速來流下等離子體激勵器產(chǎn)生力的大小。用環(huán)氧樹脂材料制作的轉盤以及移動模塊成功的實現(xiàn)了對高壓電的絕緣，滑軌機構的應用，固定了移動模塊的移動方向，使得所測力的大小和風洞來流方向一致。高精度電子稱感應器能精確測量力的大小，通過外部的采集系統(tǒng)，達到同步測量不同激勵狀態(tài)和不同來流下力的大小。在高速風洞進行平板等離子體流動控制實驗時，將平板激勵器通過螺栓固定在移動模塊上，在風洞給定一定來流速度時，高精度電子稱感應器輸出的讀數(shù)穩(wěn)定時進行記錄，這時力的大小為等離子體激勵器不激勵時的大小，等離子體電源給等離子體激勵器施加高電壓作用，這時等離子體激勵器產(chǎn)生沿著來流方向的力，通過高精度電子稱感應器進行輸出記錄，所輸出力的大小與無電壓時高精度電子稱感應器力大小的差值即是等離子體激勵器產(chǎn)生的力，改變來流速度、電壓、電源頻率等一系列參數(shù)進行實驗，得到一系列不同狀態(tài)下等離子體激勵器激勵產(chǎn)生的力，從而能定量的分析等離子體激勵效果。這套測力裝置應用在高速風洞中，能達到定量研究高速來流下等離子體激勵效果的目的，對等離子體激勵器的工程應用起到很好的推動作用。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的俯視圖。

圖2是本發(fā)明的底視圖。

圖3是圖1的二維視圖。

圖4是圖3中的A-A視圖。

圖5是圖3中的B-B視圖。

圖6是圖2的二維視圖。

圖7是轉盤的俯視圖。

圖8是轉盤的底視圖。

圖9是移動模塊的結構示意圖。

圖10本發(fā)明與風洞洞體的配合示意圖。圖中：

1.轉盤；2.移動模塊；3.高精度電子稱感應器安裝腔；4.高精度電子稱感應器；5.螺栓孔；6.彈簧；7.滑軌機構；8.滑塊；9.滑軌；10.支座；11.通孔；12.風洞試驗段。

具體實施例

本實施例是一種用于高速風洞等離子體流動控制實驗的測力裝置，包括轉盤1、移動模塊2、高精度電子稱感應器3、彈簧6和滑軌機構7。其中：

所述移動模塊2嵌裝在該轉盤中心的方形安裝孔內，并使該移動模塊有滑軌安裝塊一側的表面凸出所述轉盤的盤表面。

滑軌機構7通過支座10平行的安裝在所述轉盤的盤表面。該滑軌機構中的滑塊固定在所述移動模塊的滑軌安裝塊上。所述高精度電子稱感應器與兩個彈簧的位置分別與所述滑軌機構的兩端對應，并且高精度電子稱感應器3位于所述移動模塊2的一端，嵌裝在所述轉盤中心的方形安裝孔內；兩個彈簧6位于所述移動模塊2的另一端，嵌裝在所述轉盤中心的方形安裝孔內。

所述的移動模塊2為環(huán)氧樹脂制成的方形塊，在該移動模塊相對稱的兩個側表面分別有一對凸出該側表面的凸塊，該凸塊為滑軌安裝塊。

所述轉盤1為圓盤狀。該轉盤的外徑與風洞壁上開口的內徑相同。該轉盤的中心有方形的貫通孔，用于嵌裝所述移動模塊。所述貫通孔一端內表面的上部有凹槽，該凹槽為高精度電子稱感應器安裝腔3，高精度電子稱感應器4嵌裝在該高精度電子稱感應器安裝腔內。所述所述貫通孔另一端內表面的中部對稱的分布有兩個用于安放彈簧6的盲孔。所述方形的貫通孔兩側邊有用于嵌裝所述滑軌安裝塊的凹槽，該凹槽的深度須使滑軌安裝塊裝入后，移動模塊2的上表面與該轉盤的上表面平齊。

所述轉盤1嵌裝在風洞試驗段12一側壁的窗口內。高精度電子稱感應器4安裝在位于轉盤1上的高精度電子稱感應器安裝腔3內。所述移動模塊2嵌狀在轉盤1上，在該移動模塊位于風洞內的表面固定風洞試驗所需的平板等離子體激勵器，并使該等離子體激勵器的受力方向與移動模塊的移動方向一致。轉盤1上有通孔11，以方便連接平板等離子體激勵器的高壓導線和低壓導線通過并與外部的電源相連。

本實施例是一種用于高速風洞等離子體流動控制實驗的測力裝置，用于一增壓連續(xù)式高速風洞，增壓連續(xù)式高速風洞是一座全鋼制結構的回流式風洞,在進行等離子體流動控制實驗時，必須考慮風洞洞體、模型及其支撐機構的裝配和絕緣問題。

測力實驗前，移動模塊2與高精度電子稱感應器4相接觸，通過電子稱的感應輸出記錄一個初始力的大小，測力實驗時，改變不同的等離子體激勵狀態(tài)以及不同的來流速度，記錄不同狀態(tài)下力的大小，從而定量的研究高速狀態(tài)下等離子體流動控制效果。這套測力裝置應用于高速風洞中，能達到定量研究高速來流下等離子體激勵效果的目的，對等離子體激勵器的工程應用起到很好的推動作用。