靜氣彈試驗?zāi)Ｐ驮O(shè)計方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及風(fēng)洞試驗技術(shù)，尤其涉及靜氣彈試驗試驗技術(shù)，屬于航天航空工程領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]為了測量飛行器的氣動彈性性能，通常采用靜氣彈試驗的方法，靜氣彈試驗技術(shù)在航空航天工程領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。
[0003]如圖1所示，現(xiàn)有靜氣彈試驗?zāi)Ｐ桶?金屬主梁I，金屬翼肋2、外伸梁，輕質(zhì)填充材料3。模型通常采用一根直的或者近似直的金屬軸作為模型主梁I，主梁I的截面形狀通常為矩形實心截面形式，主梁的截面剛度將等同于模型所需的截面剛度。為了維持機翼的形狀，在主梁上增加相應(yīng)的外伸梁2，再在梁架上填充輕木、硬泡沫、硅膠等填充材料3形成模型的氣動外形。
[0004]但是，現(xiàn)有的靜氣彈模型設(shè)計方法存在著以下不足:
[0005](I)使用輕木作為填充材料，附加剛度大，模型設(shè)計不準(zhǔn)確。
[0006](2)使用硬泡沫作為填充材料，機翼前后緣泡沫極易在風(fēng)洞中發(fā)生破壞，迎風(fēng)面泡沫變形無法避免，會影響模型在風(fēng)洞中的氣動力。
[0007](3)使用硅膠作為填充材料，對模具要求較高，設(shè)計成本高。
[0008](4)外伸梁對截面剛度產(chǎn)生一定影響，降低模型設(shè)計準(zhǔn)確度。
[0009]本發(fā)明的主要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺點，而提供一種靜氣彈試驗?zāi)Ｐ驮O(shè)計制作方法，利用較為簡單的設(shè)計制作工藝，實現(xiàn)風(fēng)洞試驗彈性模型設(shè)計制作的目的。

【發(fā)明內(nèi)容】

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[0010]本發(fā)明提供一種靜氣彈性模型設(shè)計方法，首先通過相似關(guān)系計算出模型的截面剛度，再利用相關(guān)三維建模軟件進行模型截面設(shè)計，設(shè)計的模型截面包括機翼的前緣和后緣和迎風(fēng)面，從而實現(xiàn)對提高前后緣模型剛度的目的;使用硬質(zhì)泡沫對金屬主梁進行填充，從而保證模型的氣動外形;再在模型表面涂刷油漆，保證模型表面的平整度。本發(fā)明通過一體化的結(jié)構(gòu)模型，能夠有效地減少模型表面在風(fēng)洞試驗中的變形，消除由于模型表面變形對于機翼氣動力的影響。并且由于模型前后緣均為金屬材質(zhì)制造，也大大提升了模型的強度。
[0011]本發(fā)明的靜氣彈性模型設(shè)計方法包括:步驟一，通過相似關(guān)系計算出模型所需的截面剛度，利用相關(guān)三維建模軟件進行模型截面設(shè)計;使模型實際截面剛度與模型所需截面剛度一致。設(shè)計的模型截面覆蓋機翼的前后緣。步驟二，使用金屬材料制造模型主梁，完全按照步驟一設(shè)計的前后緣，制造所述主梁的前緣和后緣，所述主梁身部具有凹槽。步驟三，對主梁的凹槽部分使用硬質(zhì)泡沫填充，對泡沫邊緣進行打磨處理，保障模型外形與機翼模型應(yīng)有的氣動外形一致，使用膠水將泡沫與金屬主梁進行粘接固定。步驟四，在機翼的泡沫表面以及泡沫表面與金屬交接處，涂刷相應(yīng)的油漆，從而保障模型表面的光滑程度。
[0012]優(yōu)選主梁為一體化設(shè)計，主梁截面形狀覆蓋翼型的前后緣。主梁截面呈“H”形，“U”形，“山”形，或者“冊”形。(如圖3所示)
[0013]優(yōu)選模型剛心，其特征在于:使用鋼、鋁合金等硬固態(tài)金屬材料設(shè)計模型的主梁。
[0014]優(yōu)選所述硬泡沫，其特征在于:所述泡沫的彈性模量不低于38MPa，剪切模量不低于20MPa，密度低于55kg/m3。
[0015]優(yōu)選所述的油漆涂刷工序，其特征在于:所述工序油漆涂刷兩層；油漆涂刷均勻，無明顯棱角、條紋;涂刷油漆不宜過厚，以剛好覆蓋模型表面為宜。
[0016]本發(fā)明的有益效果:
[0017](I)試驗?zāi)Ｐ蛷姸却?，在實驗過程中不容易發(fā)生破壞。
[0018](2)試驗?zāi)Ｐ团菽牧纤峁┑母郊淤|(zhì)量、附加剛度都很小，可以使試驗結(jié)果更加準(zhǔn)確。
[0019](3)設(shè)計過程簡單，試驗成本較低，試驗加工難度較低。
【附圖說明】
[0020]圖1為現(xiàn)有地面靜氣彈模型示意圖。
[0021]圖2為本發(fā)明靜氣彈模型主梁示意圖
[0022]圖3為本發(fā)明靜氣彈模型示意圖
[0023]圖4(1)(2)(3)(4)為各種主梁結(jié)構(gòu)示意圖
[0024]號說明:
[0025]I金屬主梁，2金屬翼肋、外伸梁，3輕質(zhì)填充材料，4表面油漆，5 “H”形主梁截面，6“U”形主梁截面，7“山”形主梁截面，8“州.”形主梁截面，9主梁前緣，10主梁后緣，11主梁凹槽，12硬質(zhì)泡沫。
【具體實施方式】
[0026]如圖2、圖3所示，本發(fā)明包括金屬主梁I，硬質(zhì)泡沫12，表面油漆4。
[0027]首先將通過模型設(shè)計的相似關(guān)系計算出模型所需的截面剛度，利用相關(guān)三維建模軟件進行模型截面設(shè)計;使模型實際截面剛度與模型所需截面剛度一致。設(shè)計的模型截面覆蓋機翼的前緣9和后緣10。再使用金屬材料制造模型主梁I，模型主梁I包括翼型的前緣9和后緣10。再在主梁凹槽11部分內(nèi)部涂抹膠水，使用硬質(zhì)泡沫12填充，對泡沫邊緣進行打磨處理，保障模型外形與機翼模型應(yīng)有的氣動外形一致，最后在機翼的泡沫12表面以及泡沫表面與金屬交接處，涂刷相應(yīng)的油漆4，從而保障模型表面的光滑程度。油漆涂刷兩層，油漆涂刷均勻，無明顯棱角、條紋;涂刷油漆不宜過厚，以剛好覆蓋模型表面為宜。主梁截面可以采用如圖4所示的呈“H”形主梁5，“U”形主梁6，“山”形主梁7，或者“州.”形主梁8的形狀。
[0028]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.本發(fā)明提供了一種靜氣彈性模型設(shè)計方法，其特征在于，包括: 步驟一，通過相似關(guān)系計算出模型所需的截面剛度，利用相關(guān)三維建模軟件進行模型截面設(shè)計;使模型實際截面剛度與模型所需截面剛度一致。設(shè)計的模型截面覆蓋機翼的前后緣。 步驟二，按照步驟一的設(shè)計使用金屬材料制造模型主梁，完全按照步驟一設(shè)計的前后緣，制造所述主梁的前緣和后緣，所述主梁身部具有凹槽。 步驟三，對主梁的凹槽部分使用硬質(zhì)泡沫填充，對泡沫邊緣進行打磨處理，保障模型外形與機翼模型應(yīng)有的氣動外形一致，使用膠水將泡沫與金屬主梁進行粘接固定。 步驟四，在機翼的泡沫表面以及泡沫表面與金屬交接處，涂刷相應(yīng)的油漆，從而保障模型表面的光滑程度。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜氣彈性模型設(shè)計方法，其特征在于:主梁為一體化設(shè)計，主梁截面形狀覆蓋翼型的前后緣，主梁截面呈“H”形，“U”形，“山”形，或者“州.”形。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜氣彈性模型設(shè)計方法，其特征在于:使用鋼、鋁合金等硬固態(tài)金屬材料設(shè)計模型的主梁。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜氣彈性模型設(shè)計方法，其特征在于:所述泡沫的彈性模量不低于38MPa，剪切模量不低于20MPa，密度低于55kg/m3。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的的靜氣彈性模型設(shè)計方法，其特征在于:所述工序油漆涂刷兩層;油漆涂刷均勻，無明顯棱角、條紋;涂刷油漆不宜過厚，以剛好覆蓋模型表面為宜。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種靜氣彈性模型設(shè)計方法，首先通過相似關(guān)系計算出模型的截面剛度，再利用相關(guān)三維建模軟件進行模型截面設(shè)計，設(shè)計的模型截面包括機翼的前緣和后緣和迎風(fēng)面，從而實現(xiàn)對提高前后緣模型剛度的目的；使用硬質(zhì)泡沫對金屬主梁進行填充，從而保證模型的氣動外形；再在模型表面涂刷油漆，保證模型表面的平整度。本發(fā)明通過一體化的結(jié)構(gòu)模型，能夠有效地減少模型表面在風(fēng)洞試驗中的變形，消除由于模型表面變形對于機翼氣動力的影響。并且由于模型前后緣均為金屬材質(zhì)制造，也大大提升了模型的強度。
【IPC分類】G06F17/50
【公開號】CN105653763
【申請?zhí)枴?br>【發(fā)明人】侯英昱, 呂計男, 劉子強, 陳農(nóng), 朱劍
【申請人】中國航天空氣動力技術(shù)研究院
【公開日】2016年6月8日
【申請日】2015年12月22日