测力试验详细资料大全

发布网友 发布时间：2023-03-23 15:39

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热心网友 时间：2023-10-15 06:53

测力试验是指测量气流作用在模型上的空气动力的试验。

飞机的研制与风洞试验技术的关系越来越紧密。国外先进的飞机风洞试验工作量也越来越大，试验项目也显著增多。对于不同飞机来讲，其经济性，安全性和舒适性以及很多飞机的设计技术，是通过风洞试验来验证的。

测力实验是风洞实验中最基本的实验项目。测力试验是指测量气流作用在模型上的空气动力的试验。风洞天平是测力实验中最重要的测量装置，用于测量作用在模型上的空气动力载荷(力与力矩)的大小、方向与作用点。

基本介绍

中文名 ：测力试验 外文名 ：force test 套用学科 ：空气动力学 作用 ：测量气流作用在模型上的空气动力 测量装置 ：风洞天平 套用场合 ：风洞试验

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简介

流体力学方面的风洞实验指在风洞中安置飞行器或其他物体模型，研究气体流动及其与模型的相互作用，以了解实际飞行器或其他物体的空气动力学特性的一种空气动力实验方法；而在昆虫化学生态学方面则是在一个有流通空气的矩形空间中，观察活体虫子对气味物质的行为反应的实验。 飞机的研制与风洞试验技术的关系越来越紧密。国外先进的飞机风洞试验工作量也越来越大，试验项目也显著增多。对于不同飞机来讲，其经济性，安全性和舒适性以及很多飞机的设计技术，是通过风洞试验来验证的。 风洞是进行空气动力学研究与飞行器研制的最基本的实验设备。测力实验是风洞实验中最基本的实验项目。测力试验是指测量气流作用在模型上的空气动力的试验。

风洞天平

风洞天平是测力实验中最重要的测量装置，用于测量作用在模型上的空气动力载荷(力与力矩)的大小、方向与作用点。 风洞天平，是测量风洞中作用在模型上的空气动力和力矩的设备。它能将空气动力和力矩沿 3个相互垂直的坐标轴系分解并进行精确测量。风洞天平按测力的性质分为静态测力天平和动态测力天平两类，分别测量定常飞行和非定常飞行时模型所受到的空气动力。静态测力天平有内式和外式等多种形式，按结构和测量原理分为机械式、应变式、压电式和磁悬挂等形式。机械式天平主要用于低速风洞，常见有张线式和硬架式两种。

民机低速风洞测力试验技术

民机低速风洞测力试验技术是一项测量精度高，系统控制准确，我国民机研制急需的试验技术之一。针对民机试验的特点，国外非常重视该项试验技术研究。主要实验方法如下：

模型设计技巧

（1）控制了模型重量。模型自重的大小直接影响天平各元的测量精度，针对民机对阻力侧量精度要求高的特点，模型的自重应更轻。因此，模型的选材上在保证模型风洞试验时强度、刚度与变形需求下，大量地选择了铝合金来制作各部件.模型在设计时也尽可能的采用了薄壁结构。 （2）导线引出巧妙。在模型内部分别安装了迎角感测器和应变天平，各自的信号导线如何引到模型外部是需要解决的一个难点。因为张线支撑座和模型之间不能留太大间隙，以避免气流串流发生，这些导线如果从支撑座和模型之间的间隙引出，则会由这些导线引起力的传递，使天平无法采集到飞机模型实际气动特性。因此在实际设计时巧妙的在主吊点支座上引出了这些导线，提高试验可靠性. （3）安装调整方便。张线支撑的模型安装与调整不同于常规的尾部、腹部支撑。实际中采用了机身里内、外套筒的方法，装配时可由内向外逐层组装，使安装天平时调整较为方便、精确。

天平特点

（1）天平设计采用了工程最佳化方法，各元最大输出均分布在8~13mV之间，使天平工作于线性稳定区。 （2）天平阻力元件经最佳化，解决了输出灵敏度与刚度的突出矛盾，即天平阻力元具有较高的输出灵敏度，直接利用支撑元件测量阻力，以保证刚度也满足设计要求。 （3）采用高准度静校台进行天平校准，保证了天平的校准准精度。

数据处理

试验结果的纵向三分力以风轴给出，横向三分力以体轴给出。数据进行了如下修正: （1）洞壁干扰修正; （2）风洞场系数修正; （3）天平弹性角修正。 模型迎角采用角度感测器进行实时采集.试验采用单点试验的测量方法，即进行正常尾翼布局纵向重复性试验时，采用调准模型姿态角，重复开车七次的试验方法:进行正常尾翼横向和T型尾翼纵横向试验时，采用调准模型姿态角，连续采集七次的试验方法。

风洞测力试验误差源

风洞测力试验数据生产的流程如图所示。 风洞测力试验数据生产的流程图根据流程图，风洞试验误差源主要包括： （1）风洞设备和气流条件方面的误差。如风速、温度、动压、静压、风洞气流偏角、压力与温度控制精度，以及边界层转挟与雷诺数R。影响，洞壁干扰等。 （2）测量装置方面的误差。如天平载荷校准误差、天平设计载荷与实际测量载荷的相容性偏差、天平支杆弹性变形、尾支或侧支形式及支杆(粗细、长度、偏转角、轴向同心度)干扰、扫描阀或压力感测器偏差、数据采集与处理误差、天平校准架与静校方法(体轴、地轴)载入偏差、攻角机构与控制精度等。 （3）模型设计和加工方面的误差。如尺寸偏差、安装角偏差、外形失真，表面台阶与粗糙度、弹性变形、参考长度与面积实测、模型支撑位置、模型重量影响等。 （4）风洞操作上的误差。如流场建立与稳定判断、模型与天平的安装质量、多自由度攻角机构的调整偏差、天平校心到模型质心的实测偏差等。 （5）数据处理方面的误差。如数据处理中近似公式的误差、数据修正的误差、数据插值与曲线拟合的误差、坐标系转换误差等。 一般而言，测量的基本参数愈多，误差源也会愈多。要识别这些误差源的相对重要性，以及它们对定量评估不确定度的贡献，是解决问题的关键，也是难度和复杂程度都很大的工作。