本發(fā)明涉及風(fēng)洞試驗(yàn)設(shè)備，更具體地，本發(fā)明涉及一種自由射流測(cè)力試驗(yàn)?zāi)Ｐ托滦透魺嵯到y(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著我國(guó)航天技術(shù)的不斷發(fā)展和國(guó)家戰(zhàn)略的需要，高超音速飛行器逐漸成為國(guó)家航空航天領(lǐng)域發(fā)展的重點(diǎn)。與常規(guī)的低速飛行器不同，高超聲速飛行時(shí)存在時(shí)間尺度、雷諾數(shù)、溫度及熱化學(xué)等效應(yīng)，風(fēng)洞試驗(yàn)時(shí)需要模擬馬赫數(shù)5以上的氣流速度、2000K左右的高溫和滿足溫度效應(yīng)的特征時(shí)間的尺度。自由射流風(fēng)洞可以提供高速逆向的加熱氣流來(lái)模擬高超聲速典型的飛行環(huán)境，解決飛行過(guò)程的綜合力學(xué)環(huán)境對(duì)飛行器氣動(dòng)力特性、各部件的結(jié)構(gòu)整體性、振動(dòng)及沖擊的影響。由于模型及測(cè)力系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間處于高溫氣流中，勢(shì)必會(huì)造成模型及天平的溫度不斷提升，過(guò)高的溫度會(huì)導(dǎo)致天平應(yīng)變片產(chǎn)生很大的溫度漂移，造成測(cè)力數(shù)據(jù)嚴(yán)重失真甚至?xí)p壞天平應(yīng)變片而導(dǎo)致試驗(yàn)失敗。由于在自由射流中進(jìn)行測(cè)力試驗(yàn)的工作開展時(shí)間不是很長(zhǎng)，因此尚沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)化的隔熱降溫系統(tǒng)可供使用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一個(gè)目的是解決至少上述問(wèn)題，并提供至少后面將說(shuō)明的優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明還有一個(gè)目的是提供一種自由射流測(cè)力試驗(yàn)?zāi)Ｐ托滦透魺嵯到y(tǒng)，采用多種隔熱及降溫手段，降溫效果顯著且結(jié)構(gòu)緊湊，能夠有效的控制天平的溫度。

為了實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的這些目的和其它優(yōu)點(diǎn)，提供了一種自由射流測(cè)力試驗(yàn)?zāi)Ｐ托滦透魺嵯到y(tǒng)，其包括：

測(cè)力天平，其設(shè)置在模型內(nèi)腔，所述測(cè)力天平的一端連接至模型內(nèi)腔；

支桿，其一端連接至所述測(cè)力天平的另一端；

天平保護(hù)罩，其罩設(shè)在所述測(cè)力天平上，對(duì)所述測(cè)力天平進(jìn)行隔熱保護(hù)；

隔熱組件，其包括沿所述支桿周向設(shè)置的隔熱套，所述隔熱套與所述支桿外周面之間限定有密封空間；所述支桿上間隔設(shè)置迷宮密封組件，將所述密封空間分成至少三個(gè)隔間；

以及氣冷組件，其包括位于所述隔間內(nèi)且套設(shè)在支桿外周上的噴氣環(huán)；連通所述噴氣環(huán)的冷氣管道；所述冷氣管道連接高壓冷氣源，所述噴氣環(huán)噴出冷卻氣體降低模型內(nèi)腔溫度。

優(yōu)選的是，所述支桿的截面為方形，所述支桿內(nèi)部沿軸向方向形成有通道；所述冷氣管道沿所述支桿軸向方向布置在所述通道內(nèi)。

優(yōu)選的是，所述噴氣環(huán)環(huán)繞所述支桿外周面而設(shè)置成四邊形，所述噴氣環(huán)為扁平的中空通氣管道；所述噴氣環(huán)的側(cè)壁上開設(shè)多個(gè)噴氣孔。

優(yōu)選的是，所述天平保護(hù)罩包括：上天平保護(hù)罩，其為開口向下的框體，罩設(shè)在所述測(cè)力天平的上方；

下天平保護(hù)罩，其為開口向上的框體，罩設(shè)在所述測(cè)力天平的下方；

以及襯板，其設(shè)置在所述測(cè)力天平的兩側(cè)，通過(guò)螺釘固定所述上天平保護(hù)罩和所述下天平保護(hù)罩；所述上天平保護(hù)罩和下天平保護(hù)罩的開口端相對(duì)設(shè)置從而限定了一內(nèi)部空間，所述測(cè)力天平收納于所述內(nèi)部空間；所述天平防護(hù)罩通過(guò)設(shè)置在測(cè)力天平上的螺釘固定連接至所述測(cè)力天平上。

優(yōu)選的是，所述迷宮密封組件包括外迷宮密封件和內(nèi)迷宮密封件；所述內(nèi)迷宮密封件設(shè)置在所述外迷宮密封件所述外迷宮密封件沿所述模型內(nèi)腔內(nèi)壁周向延伸，所述外迷宮密封件包括通過(guò)銷軸連接的外迷宮上片和外迷宮下片；

所述內(nèi)迷宮密封件沿所述支桿外周壁延伸，所述內(nèi)迷宮密封件包括通過(guò)銷軸連接的內(nèi)迷宮上片和內(nèi)迷宮下片。

優(yōu)選的是，所述噴氣環(huán)通過(guò)卡箍固定至所述支桿上，所述噴氣孔以等距離間隔設(shè)置在所述噴氣環(huán)整個(gè)圓周上；所述噴氣環(huán)進(jìn)氣端通過(guò)一紫銅管連接至冷氣管道。

優(yōu)選的是，所述噴氣環(huán)為三個(gè)，且分別連接有所述冷氣管道，所述冷氣管道延伸穿出所述支桿。

優(yōu)選的是，所述隔熱套由上隔熱板和下隔熱板相互扣合形成；所述上隔熱板的前端通過(guò)一連接件連接至所述模型內(nèi)腔；所述下隔熱板通過(guò)連接螺釘固定在被測(cè)裝置上。

優(yōu)選的是，所述自由射流測(cè)力試驗(yàn)?zāi)Ｐ托滦透魺嵯到y(tǒng)還包括，連接在所述測(cè)力天平一端的錐套，所述錐套固定連接被測(cè)裝置。

優(yōu)選的是，所述測(cè)力天平的另一端通過(guò)錐形件連接至所述支桿端部且通過(guò)楔形塊拉緊。

本發(fā)明至少包括以下有益效果：本發(fā)明所述自由射流測(cè)力試驗(yàn)?zāi)Ｐ托滦透魺嵯到y(tǒng)采用多種隔熱措施，利用天平保護(hù)罩對(duì)所述測(cè)力天平進(jìn)行第一層隔熱，然后利用設(shè)置在支桿上的隔熱套對(duì)測(cè)力天平進(jìn)行第二層隔熱，同時(shí)利用噴氣環(huán)進(jìn)行氣體冷卻，其隔熱降溫效果顯著。所述隔熱套、外迷宮密封件以及內(nèi)迷宮密封件均可以使用碳纖維或者玻璃鋼材料等重量輕的材料制成，所以整個(gè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)重量輕。因此，本發(fā)明所述自由射流測(cè)力試驗(yàn)?zāi)Ｐ托滦透魺嵯到y(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊、簡(jiǎn)單，裝配方便；且系統(tǒng)結(jié)構(gòu)重量輕。

本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)、目標(biāo)和特征將部分通過(guò)下面的說(shuō)明體現(xiàn)，部分還將通過(guò)對(duì)本發(fā)明的研究和實(shí)踐而為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明所述自由射流測(cè)力試驗(yàn)?zāi)Ｐ托滦透魺嵯到y(tǒng)的整體裝配剖視示意圖；

圖2為本發(fā)明所述自由射流測(cè)力試驗(yàn)?zāi)Ｐ托滦透魺嵯到y(tǒng)的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明所述自由射流測(cè)力試驗(yàn)?zāi)Ｐ托滦透魺嵯到y(tǒng)的噴氣環(huán)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明所述自由射流測(cè)力試驗(yàn)?zāi)Ｐ托滦透魺嵯到y(tǒng)的噴氣環(huán)的裝配示意圖；

圖5為本發(fā)明所述自由射流測(cè)力試驗(yàn)?zāi)Ｐ托滦透魺嵯到y(tǒng)的天平保護(hù)罩裝配示意圖；

圖6為本發(fā)明所述自由射流測(cè)力試驗(yàn)?zāi)Ｐ托滦透魺嵯到y(tǒng)的外迷宮密封件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為本發(fā)明所述自由射流測(cè)力試驗(yàn)?zāi)Ｐ托滦透魺嵯到y(tǒng)的外迷宮密封件的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，以令本領(lǐng)域技術(shù)人員參照說(shuō)明書文字能夠據(jù)以實(shí)施。

應(yīng)當(dāng)理解，本文所使用的諸如“具有”、“包含”以及“包括”術(shù)語(yǔ)并不排除一個(gè)或多個(gè)其它元件或其組合的存在或添加。

如圖1、2所示，本發(fā)明所述自由射流測(cè)力試驗(yàn)?zāi)Ｐ托滦透魺嵯到y(tǒng)包括：

測(cè)力天平4，其設(shè)置在模型內(nèi)腔(圖中未示出)，所述測(cè)力天平4的一端連接至模型內(nèi)腔；例如所述測(cè)力天平4的前端連接至模型內(nèi)腔；

支桿12，其一端連接至所述測(cè)力天平4的另一端例如尾端；

天平保護(hù)罩30，其罩設(shè)在所述測(cè)力天平4上，對(duì)所述測(cè)力天平4進(jìn)行隔熱保護(hù)；

隔熱組件，其包括沿所述支桿周向設(shè)置的隔熱套40，所述隔熱套40與所述支桿12外周面之間限定有密封空間；所述支桿12上間隔設(shè)置迷宮密封組件，將所述密封空間分成至少三個(gè)隔間41、42、43；

以及氣冷組件，其包括位于所述隔間內(nèi)且套設(shè)在支桿外周上的噴氣環(huán)7；連通所述噴氣環(huán)的冷氣管道26；所述冷氣管道連接高壓冷氣源14，所述噴氣環(huán)7噴出冷卻氣體降低模型內(nèi)腔溫度。

如圖2所示，安裝時(shí)先將天平保護(hù)罩30與測(cè)力天平4組裝后，通過(guò)例如配合錐及楔塊與所述支桿連接，通過(guò)例如錐套與模型連接。所述天平保護(hù)罩30對(duì)所述測(cè)力天平4進(jìn)行第一層隔熱保護(hù)。隔熱套40前端通過(guò)連接件固定在模型內(nèi)腔上；隔熱套40利用連接件20及螺釘21與被測(cè)裝置例如彈身連接；隔熱套40套設(shè)在支桿12外周組成一個(gè)周向封閉的整體；對(duì)所述測(cè)力天平4進(jìn)行第二層隔熱保護(hù)。迷宮密封組件例如通過(guò)連接件22以及連接螺釘23、24將隔熱套40與彈身連接。迷宮密封組件組成完整的氣路迷宮系統(tǒng)并將支桿12分為多個(gè)密閉空間；上將噴氣環(huán)7置于迷宮分割成的密閉空間內(nèi)并與支桿12固定，與支桿12內(nèi)腔的紫銅管連接形成多路冷卻氣回路，高壓氣通過(guò)堵頭分流為多路冷卻氣提供氣源。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，如圖1所示，所述支桿12的截面為方形，所述支桿12內(nèi)部沿軸向方向形成有通道121；所述冷氣管道26沿所述支桿軸向方向布置在所述通道121內(nèi)。將所述支桿12設(shè)置成中空桿，不僅可以減輕構(gòu)件的重量，同時(shí)可以將冷氣管道26放置在所述支桿的通道121內(nèi)，使其結(jié)構(gòu)更加緊湊。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，如圖3和圖4所示，所述噴氣環(huán)7環(huán)繞所述支桿12外周面而設(shè)置成四邊形，所述噴氣環(huán)7為扁平的中空通氣管道；所述噴氣環(huán)7的側(cè)壁上開設(shè)多個(gè)噴氣孔71。所述噴氣環(huán)7例如為整體結(jié)構(gòu)，分別為噴氣孔71、通氣內(nèi)腔72、噴氣環(huán)卡箍73、卡箍螺釘74構(gòu)成。噴氣環(huán)7為內(nèi)部中空的扁平狀四邊形通氣管道，四角通過(guò)焊接連接，其上均布多個(gè)噴氣孔71，噴氣環(huán)7內(nèi)形面與支桿12外形面一致，通過(guò)噴氣環(huán)卡箍73與支桿12外形面連接并由卡箍螺釘74固定；紫銅管8與噴氣環(huán)7連接提供冷卻氣降低模型內(nèi)腔溫度。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，如圖1和圖5所示，所述天平保護(hù)罩30包括：上天平保護(hù)罩6，其為開口向下的框體，罩設(shè)在所述測(cè)力天平4的上方；

下天平保護(hù)罩9，其為開口向上的框體，罩設(shè)在所述測(cè)力天平4的下方；

以及襯板61，其設(shè)置在所述測(cè)力天平4的兩側(cè)，通過(guò)螺釘62固定所述上天平保護(hù)罩6和所述下天平保護(hù)罩19；所述上天平保護(hù)罩6和下天平保護(hù)罩19的開口端相對(duì)設(shè)置從而限定了一內(nèi)部空間，所述測(cè)力天平4收納于所述內(nèi)部空間；所述天平防護(hù)罩30通過(guò)設(shè)置在測(cè)力天平4上的螺釘5固定連接至所述測(cè)力天平4上。所述上天平保護(hù)罩6及下天平保護(hù)罩19安裝在測(cè)力天平4上對(duì)天平進(jìn)行隔熱保護(hù)，先將上天平保護(hù)罩6通過(guò)8個(gè)上連接螺釘62固定在襯板61上，再將下天平保護(hù)罩19通過(guò)8個(gè)下連接螺釘191固定在襯板61上，最后將上天平保護(hù)罩6、下天平保護(hù)罩19及襯板61組成的保護(hù)罩與測(cè)力天平4組合，并通過(guò)4個(gè)保護(hù)罩螺釘孔63用天平保護(hù)罩與天平連接螺釘5固定。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，如圖6所示，所述迷宮密封組件包括外迷宮密封件9、15和內(nèi)迷宮密封10、16；所述內(nèi)迷宮密封件10、16設(shè)置在所述外迷宮密封件9、15內(nèi)部，所述外迷宮密封件9、15沿所述模型內(nèi)腔內(nèi)壁周向延伸，所述外迷宮密封件9、15包括通過(guò)銷軸25連接的外迷宮上片9和外迷宮下片15；所述外迷宮上片9與外迷宮下片15組合形成外迷宮整體，其中外迷宮上片9兩端為外迷宮側(cè)板91及配合面92，外迷宮下片15兩端為外迷宮側(cè)板151及配合面152，外迷宮側(cè)板91及外迷宮側(cè)板151與支桿12保持一定的間隙，外迷宮上片9和外迷宮下片15均通過(guò)配合面及連接件與模型內(nèi)腔連接；外迷宮密封件位于配合面兩端，形成一“凹”字形，外迷宮密封件的作用是對(duì)氣流形成初步的阻擋層，與內(nèi)迷宮密封件配合形成氣流迷宮系統(tǒng)，通過(guò)增加氣路的轉(zhuǎn)折通道以實(shí)現(xiàn)阻擋氣流的作用。

如圖7所示，所述內(nèi)迷宮密封件10、16沿所述支桿12外周壁延伸，所述內(nèi)迷宮密封件10、16包括通過(guò)銷軸連接的內(nèi)迷宮上片10和內(nèi)迷宮下片16。內(nèi)迷宮整體由內(nèi)迷宮上片10與內(nèi)迷宮下片16組成，其中內(nèi)迷宮上片與支桿配合面101及內(nèi)迷宮下片與支桿配合面161用于與支桿12安裝時(shí)的配合使用，內(nèi)迷宮上片10與內(nèi)迷宮下片16經(jīng)2個(gè)內(nèi)迷宮上片與內(nèi)迷宮下片連接柱銷25連接成一整體并安裝于外迷宮側(cè)板91和外迷宮側(cè)板151組成的區(qū)域之間，內(nèi)迷宮密封件整體四周與外迷宮密封件整體內(nèi)腔保持一定間隙；外迷宮密封件整體與內(nèi)迷宮密封件整體組成氣流迷宮系統(tǒng)阻止氣流的流動(dòng)以減少熱交換。內(nèi)迷宮密封件同樣起到阻擋氣流的作用，與外迷宮密封件配合形成迷宮系統(tǒng)以阻擋氣流；配合面用于內(nèi)迷宮密封件與支桿的接觸配合；內(nèi)迷宮密封件與配合面例如是一體的；配合面例如通過(guò)控制加工精度達(dá)到要求的表面光潔度實(shí)現(xiàn)密封。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，如圖4所示，所述噴氣環(huán)7通過(guò)噴氣環(huán)卡箍73固定至所述支桿12上，所述噴氣孔71以等距離間隔設(shè)置在所述噴氣環(huán)7整個(gè)圓周上；所述噴氣環(huán)72進(jìn)氣端通過(guò)一紫銅管8連接至冷氣管道26。所述噴氣孔71例如開設(shè)在氣體流動(dòng)方向的下游，提高降溫冷卻效率。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，如圖4所示，所述噴氣環(huán)7為三個(gè)，且分別連接有所述冷氣管道26，所述冷氣管道26延伸穿出所述支桿12。所述冷氣管道例如為三個(gè)，對(duì)應(yīng)于所述噴氣環(huán)7設(shè)置，用于提供高壓冷卻氣體。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，如圖1所示，所述隔熱套40由上隔熱板3和下隔熱板17相互扣合形成；所述上隔熱板3和下隔熱板17例如通過(guò)連接件及螺釘固定連接。所述上隔熱板3的前端通過(guò)一連接件2連接至所述模型內(nèi)腔；所述下隔熱板17通過(guò)連接螺釘21固定在被測(cè)裝置例如彈身上。上隔熱板3前端通過(guò)上前隔熱板搭塊2與模型內(nèi)腔連接，其余均通過(guò)外迷宮上片與上隔熱板連接件11與外迷宮上片9連接，下隔熱板17則利用下隔熱板與連接件20及螺釘21與彈身連接，上下隔熱板通過(guò)配合面組成一個(gè)周向封閉的整體；為所述測(cè)力天平4提供第二層隔熱保護(hù)，同時(shí)為氣冷提供空間。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，如圖1所示，所述自由射流測(cè)力試驗(yàn)?zāi)Ｐ托滦透魺嵯到y(tǒng)還包括，連接在所述測(cè)力天平4一端的錐套1，所述錐套1固定連接被測(cè)裝置。

裝配時(shí)首先將測(cè)力天平4與天平保護(hù)罩系統(tǒng)30組裝為一整體，之后進(jìn)行內(nèi)迷宮密封件10、16及噴氣環(huán)系統(tǒng)的裝配，第三步完成外迷宮密封件的安裝，最后將上、下隔熱板3、7與上前隔熱板搭塊2、外迷宮上片9與上隔熱板連接件11及各連接件連接固定后形成完整的自由射流測(cè)力試驗(yàn)?zāi)Ｐ托滦透魺嵯到y(tǒng)。

盡管本發(fā)明的實(shí)施方案已公開如上，但其并不僅僅限于說(shuō)明書和實(shí)施方式中所列運(yùn)用，它完全可以被適用于各種適合本發(fā)明的領(lǐng)域，對(duì)于熟悉本領(lǐng)域的人員而言，可容易地實(shí)現(xiàn)另外的修改，因此在不背離權(quán)利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本發(fā)明并不限于特定的細(xì)節(jié)和這里示出與描述的圖例。