精確測量風洞跨聲速試驗段局部氣流偏斜角的裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及風洞試驗中的流場校測設備，用于校測風洞跨聲速試驗段內流場的局部流向，具體是通過精確控制測量探針在風洞中的姿態，用其準確測量跨聲速試驗段中心軸線鉛垂面內局部氣流偏斜角Α α和水平面內局部氣流偏斜角Δ β。
【背景技術】
[0002]流場校測的目的是檢驗風洞性能和測試設備性能，了解流場品質是否達到規定要求，以保證風洞試驗數據的質量。氣流偏斜角是風洞流場品質的重要指標，是指氣體流線與風洞的夾角，分解后為鉛垂面內與風洞軸線的夾角Α α和水平面內與風洞軸線的夾角Δβ，如圖1所示。亞跨聲速流場局部氣流偏斜角的合格指標為| Δα <0.1Μ Δβ <0.1°，先進指標為Αα <0.05°, Δβ < 0.05° (低速為0.5°/0.1°)。氣流偏斜角指標的高要求，使得氣流偏斜角的精確測量尤為重要。圖1為氣流偏斜角和探針安裝角示意圖，可見氣流偏斜角準確測量的前提是探針的俯仰角α = 0和側滑角β = 0且保證安裝精度。那么在利用探針測量氣流偏斜角的基礎上，通過提高探針在風洞中的安裝精度，即可大大降低探針的姿態誤差，從而精確地測量氣流偏斜角。
[0003]以前的氣流偏斜角測量裝置是，將探針組件通過支桿、接頭連接到風洞支架上，探針姿態通過攻角機構控制，存在很大的安裝誤差，對測量結果的準確性有很大影響。本發明裝置通過結構上的設計可以精確的控制探針在風洞中的姿態，如圖1所示，俯仰角是指探針軸線在鉛垂面內與風洞軸線的夾角α，側滑角是指探針軸線在水平面內與風洞軸線的夾角β。本裝置探針俯仰角、側滑角的安裝精度達到，極大的降低了探針安裝姿態誤差對測量結果的影響。且本裝置結構簡單、安裝調節方便，是一套實用性很強的氣流偏斜角測量
目.ο
【發明內容】
[0004]本發明技術解決的問題是:克服現有測量裝置的不足，提高了探針在風洞中的安裝精度，可以有效的降低探針在風洞中的姿態角誤差，從而精確地測量風洞試驗段中心軸線水平面內和垂直面內的局部氣流偏斜角。
[0005]本發明的精確測量風洞跨聲速試驗段局部氣流偏斜角的裝置包括探針組件、銷軸、轉接軸、微調機構和基座，所述探針組件通過所述銷軸與所述轉接軸連接，所述轉接軸固定在所述基座上，通過所述微調機構固定在所述轉接軸上，用以調整所述探針組件的俯仰角。
[0006]優選所述探針組件包括探針和轉接平臺，所述轉接平臺包括前端的錐形體和后部的叉形壁，所述探針插接并固定在所述錐形體的前端，所述轉接軸從后部插入所述錐形體，并以所述銷軸加以固定。
[0007]優選所述微調機構包括微調螺栓和輔助安裝塊，所述輔助安裝塊是長方形框體，其套裝在所述叉形壁的外部，通過其兩側壁上的安裝孔以螺釘固定在所述轉接軸上，在所述輔助安裝塊的上下壁上分別設置有所述微調螺栓，通過調節該微調螺栓，能夠微調所述探針組件的俯仰角。
[0008]優選所述的探針為四孔探針或五孔探針。
[0009]優選所述基座包括中段、尾錐、立板和底板，所述轉接軸通過柱配合與所述中段連接，以能夠拆卸的方式采用頂絲加以固定，所述中段與所述立板之間、所述立板與所述地板之間采用分別焊接連接。
[0010]優選還包括定位板，所述定位板為定位工裝，用以保證探針軸線位于試驗段垂直對稱面內，安裝完畢后，移出所述定位板。。
[0011]本發明的優點是:
[0012]本裝置通過結構上的設計可以精確控制探針的姿態，探針俯仰角、側滑角的安裝精度可達，降低了探針安裝姿態誤差對測量結果的影響，可以精確的測量氣流偏斜角；
[0013]本裝置通過提高探針的安裝精度達到精確測量氣流偏斜角的目的，成本低、經濟性好，且結構簡單，安裝、調整方便，是一套實用性很強的氣流偏斜角測量裝置。
【附圖說明】
[0014]圖1(1)、(2)為氣流偏斜角和探針安裝角示意圖。
[0015]圖2為本發明整體裝置結構示意圖。
[0016]圖3為圖2縱向的局部剖視圖。
[0017]圖4為圖2橫向的局部剖視圖。
【具體實施方式】
[0018]如圖1(1)、(2)和圖2所示，本發明提供了一種精確測量風洞跨聲速試驗段局部氣流偏斜角的裝置，包括探針組件1、銷軸2、轉接軸3、微調螺栓4、輔助安裝塊5、中段6、尾錐7、立板8、底板9、定位板10。
[0019]探針組件1由探針1-1和轉接平臺1-2構成，兩者為柱配合、用頂絲和膠接固定為一整體，不再拆卸。探針組件1通過銷軸2與轉接軸3連接，并通過微調螺栓4、輔助安裝塊5調整其俯仰角。探針1-1、轉接平臺1-2、轉接軸3、微調螺栓4、輔助安裝塊5等裝配為一體后，通過柱配合與基座的中段連接，采用頂絲固定，可拆卸。基座為焊接件，由中段6、尾錐7、立板8、底板9組成。底板7通過螺栓與試驗段下壁板連接。
[0020]如圖2所示，定位板10為試驗段側壁板與底板7之間的定位工裝，保證探針軸線位于試驗段垂直對稱面內，可使探針側滑角安裝精度達到±廣。安裝完畢后，移出定位板10。
[0021]如圖2、圖3和圖4所示，探針1-1為四孔探針或五孔探針。轉接平臺1-2包括前端的錐形體和后部的叉形壁，所述探針插接并固定在錐形體的前端，轉接軸3從后部插入錐形體，并以銷軸加以固定。輔助安裝塊5是長方體框體，其套裝在叉形壁的外部，通過其框體兩側壁上的安裝孔以螺釘固定在轉接軸3上，在輔助安裝塊5的上下壁上分別設置微調螺栓4，通過調節微調螺栓4，能夠對探針組件1的俯仰角進行微調。探針組件1通過銷軸2與轉接軸3連接好后，通過微調螺栓4和輔助安裝塊5進行精細調整探針1-1俯仰角，利用高精度象限儀測量，可使探針1-1的俯仰角安裝精度達到。
[0022]本發明的探針組件通過轉接軸3與基座的中段連接，保證探針軸線位于風洞試驗段鉛垂對稱面內，使側滑角β安裝精度達到。通過轉接軸3上的微調螺栓4控制探針1-1的俯仰角狀態，由高精度象限儀重復測量，保證探針1-1軸線位于風洞試驗段水平對稱面內，使俯仰角α安裝精度達到。探針測壓孔由鋼管引出后連接測壓軟管，經轉接軸3內腔、基座凹槽至試驗段下駐室內，由測控系統采集、分析數據。通過壓差系數和探針校準曲線即可求得試驗段中心鉛垂面內局部氣流偏斜角Αα和水平面內局部氣流偏斜角Δβ。
[0023]以上，對本發明的優選實施方式進行了說明，但本發明并不限定于上述實施例。對本領域的技術人員來說，在權利要求書所記載的范疇內，顯而易見地能夠想到各種變更例或者修正例，當然也屬于本發明的技術范疇。
【主權項】
1.一種精確測量風洞跨聲速試驗段局部氣流偏斜角的裝置，其特征在于:包括探針組件、銷軸、轉接軸、微調機構和基座，所述探針組件通過所述銷軸與所述轉接軸連接，所述轉接軸固定在所述基座上，通過所述微調機構固定在所述轉接軸上，用以調整所述探針組件的俯仰角。2.根據權利要求1所述的精確測量風洞跨聲速試驗段局部氣流偏斜角的裝置，其特征在于:所述探針組件包括探針和轉接平臺，所述轉接平臺包括前端的錐形體和后部的叉形壁，所述探針插接并固定在所述錐形體的前端，所述轉接軸從后部插入所述錐形體，并以所述銷軸加以固定。3.根據權利要求2所述的精確測量風洞跨聲速試驗段局部氣流偏斜角的裝置，其特征在于:所述微調機構包括微調螺栓和輔助安裝塊，所述輔助安裝塊是長方體框體，其套裝在所述叉形壁的外部，通過其兩側壁上的安裝孔以螺釘固定在所述轉接軸上，在所述輔助安裝塊的上下壁上分別設置有所述微調螺栓，通過調節該微調螺栓，能夠微調所述探針組件的俯仰角。4.根據權利要求2所述的精確測量風洞跨聲速試驗段局部氣流偏斜角的裝置，其特征在于:所述的探針為四孔探針或五孔探針。5.根據權利要求1所述的精確測量風洞跨聲速試驗段局部氣流偏斜角的裝置，其特征在于:所述基座包括中段、尾錐、立板和底板，所述轉接軸通過柱配合與所述中段連接，以能夠拆卸的方式采用頂絲加以固定，所述中段與所述立板之間、所述立板與所述地板之間分別焊接連接。6.根據權利要求5所述的精確測量風洞跨聲速試驗段局部氣流偏斜角的裝置，其特征在于:還包括定位板，所述定位板為定位工裝，用以保證探針軸線位于試驗段垂直對稱面內。7.根據權利要求2所述的精確測量風洞跨聲速試驗段局部氣流偏斜角的裝置，其特征在于:所述探針組件的所述探針和所述轉接平臺柱配合后，利用頂絲和膠接固定為一整體。
【專利摘要】本發明公開了一種精確測量風洞跨聲速試驗段局部氣流偏斜角的裝置，包括探針組件、銷軸、轉接軸、微調機構和基座，所述探針組件通過所述銷軸與所述轉接軸連接，所述轉接軸固定在所述基座上，通過所述微調機構固定在所述轉接軸上，用以調整所述探針組件的俯仰。本裝置通過提高探針的安裝精度達到精確測量氣流偏斜角的目的，成本低、經濟性好，且結構簡單，安裝、調整方便，是一套實用性很強的氣流偏斜角測量裝置。
【IPC分類】G01B21/22, G01M9/06
【公開號】CN105466663
【申請號】CN201510907212
【發明人】李偉佳, 楊輝, 袁雄
【申請人】中國航天空氣動力技術研究院
【公開日】2016年4月6日
【申請日】2015年12月9日