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申请/专利权人：中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所

摘要：本发明公开了一种用于风洞热喷流干扰试验的天平支杆，该天平支杆包括支杆主体、气路模块、水冷模块、调试喷嘴和试验喷嘴。支杆主体用于安装天平及模型，气路模块用于喷流进气，水冷模块用于冷却支杆，以减小喷流气体的高温对天平测量的影响。喷流进气采用四氟化碳和氮气的混合气体，通过改变两种气体的配比以调整混合气体的比热比。试验前仅安装调试喷嘴，调试喷流的总温总压；试验时取下调试喷嘴，安装上试验喷嘴和模型，按照调试的状态进行风洞试验。本发明的用于风洞热喷流干扰试验的天平支杆适用于稀薄大气环境下的风洞热喷试验，能够测量喷流干扰对模型气动力的影响。

主权项：1.一种用于风洞热喷流干扰试验的天平支杆，其特征在于，所述的天平支杆包括支杆主体、气路模块、水冷模块、调试喷嘴6和试验喷嘴8；所述的支杆主体为圆柱形，支杆主体的前端与天平通过隔热套相连，支杆主体的后端通过锥面1与风洞攻角机构的弯刀配装；所述的气路模块包括气流管道3和气流管道3的进气孔2，气流管道3固定在支杆主体内并与支杆主体同轴，进气孔2位于支杆主体上与外接的气源连通，气流管道3的末端有一个内腔，内腔在支杆主体上开有两个螺纹孔，一个螺纹孔连接调试喷嘴6，另一个螺纹孔连接试验喷嘴8；所述的水冷模块包括水管9、水流循环孔10和冷却水盖5，水管9为两根平行的固定在支杆主体内并与支杆主体同轴的水管，冷却水从一根水管进入，流经位于支杆主体内的空腔的水流循环孔10后经另一根水管流出，冷却水盖5盖在水流循环孔10上密封水流回路；所述的调试喷嘴6上开有测压孔7，测压孔7上安装总压传感器测量热喷流的总压，调试喷嘴6上还开有测温孔4，测温孔4上安装热电偶测量热喷流的总温；与试验喷嘴8对应的风洞试验模型的表面有模型盖板12，模型盖板12上开有试验喷嘴出口11，试验喷嘴8从试验喷嘴出口11伸出，试验喷嘴8与模型盖板12表面平齐，试验喷嘴8与试验喷嘴出口11之间有缝隙；所述气流管道3的材料为黄铜。

全文数据：一种用于风洞热喷流干扰试验的天平支杆技术领域本发明属于风洞试验技术领域，具体涉及一种用于风洞热喷流干扰试验的天平支杆。背景技术随着航空航天技术的发展，飞行器的飞行马赫数也在不断提高，这对飞行器的控制提出了严峻的挑战。目前运用较为广泛的有传统气动舵面控制和喷流控制。喷流控制技术是利用安装在飞行器上的微型喷流发动机所产生的喷流反作用力对飞行器进行直接控制的新型控制系统，与传统的舵面控制相比，喷流控制适用于全速域和全空域，具有响应快、效率高等优点；但是由喷流、来流相互作用引起的干扰是一种典型的复杂流动现象，目前的研究还不够深入。在实际研究中，常利用风洞试验来模拟喷流干扰效应。目前喷流干扰风洞试验研究以冷喷流干扰试验为主，热喷流干扰试验研究较少，其主要原因是现有的固体装药火箭发动机模拟真实喷流发动机导致喷流驻室压力不稳、效率低、有效试验时间短等问题。随着喷流控制技术在飞行器中的大量应用及喷流控制精度要求的不断提高，热喷流干扰风洞试验需求也不断增强，尤其是对于稀薄大气环境下的热喷流干扰研究更加迫切。为了精确测量模型在热喷流干扰作用下所受的气动力，亟需设计一种与风洞天平配装使用的适用于稀薄大气环境下风洞热喷流干扰试验的支杆。发明内容本发明所要解决的技术问题是提供一种用于风洞热喷流干扰试验的天平支杆。本发明的用于风洞热喷流干扰试验的天平支杆，其特点是适用于稀薄大气环境下风洞热喷流干扰试验，所述的天平支杆包括支杆主体、气路模块、水冷模块、调试喷嘴和试验喷嘴；所述的支杆主体为圆柱形，支杆主体的前端与天平通过隔热套相连，支杆主体的后端通过锥面与风洞攻角机构的弯刀配装；所述的气路模块包括气流管道和气流管道的进气孔，气流管道固定在支杆主体内并与支杆主体同轴，进气孔位于支杆主体上与外接的气源连通，气流管道的末端有一个内腔，内腔在支杆主体上开有两个螺纹孔，一个螺纹孔连接调试喷嘴，另一个螺纹孔连接试验喷嘴；所述的水冷模块包括水管、水流循环孔和冷却水盖，水管为两根平行的固定在支杆主体内并与支杆主体同轴的水管，冷却水从一根水管进入，流经位于支杆主体内的空腔的水流循环孔后经另一根水管流出，冷却水盖盖在水流循环孔上密封水流回路；所述的调试喷嘴上开有测压孔，测压孔上安装总压传感器测量热喷流的总压，调试喷嘴上还开有测温孔，测温孔上安装热电偶测量热喷流的总温；所述的模型盖板与试验模型配装，模型盖板上开有试验喷嘴出口，试验喷嘴从试验喷嘴出口伸出，试验喷嘴与模型盖板表面平齐，试验喷嘴与试验喷嘴出口之间有缝隙。所述的气流管道的直径d与支杆主体的直径D的关系为d=14D，气流管道的材料为黄铜。所述的水流循环孔替换为螺旋形循环管道。本发明的用于风洞热喷流干扰试验的天平支杆适用于稀薄大气环境下的风洞热喷试验，能够测量喷流干扰对模型气动力的影响。附图说明图1为本发明的用于风洞热喷流干扰试验的天平支杆的三维轴测图；图2为本发明的用于风洞热喷流干扰试验的天平支杆的仰视图；图3为本发明的用于风洞热喷流干扰试验的天平支杆中的调试喷嘴三维轴测图；图4为本发明的用于风洞热喷流干扰试验的天平支杆中的调试喷嘴剖视图；图5为本发明的用于风洞热喷流干扰试验的天平支杆中的试验喷嘴三维轴测图；图6为本发明的用于风洞热喷流干扰试验的天平支杆中的试验喷嘴剖视图；图7为本发明的用于风洞热喷流干扰试验的天平支杆的模型安装示意图；图中，1.锥面2.进气口3.气流管道4.测温孔5.水盖6.调试喷嘴7.测压孔8.试验喷嘴9.水管10.水流循环孔11.试验喷嘴出口12.模型盖板。具体实施方案下面结合附图和实施例详细说明本发明。如图1~6所示，本发明的用于风洞热喷流干扰试验的天平支杆包括支杆主体、气路模块、水冷模块、调试喷嘴6和试验喷嘴8；所述的支杆主体为圆柱形，支杆主体的前端与天平通过隔热套相连，支杆主体的后端通过锥面1与风洞攻角机构的弯刀配装；所述的气路模块包括气流管道3和气流管道3的进气孔2，气流管道3固定在支杆主体内并与支杆主体同轴，进气孔2位于支杆主体外与外接的气源连通，气流管道3的末端有一个内腔，内腔在支杆主体上开有两个螺纹孔，一个螺纹孔连接调试喷嘴6，另一个螺纹孔连接试验喷嘴8；所述的水冷模块包括水管9、水流循环孔10和冷却水盖5，水管9为两根平行的固定在支杆主体内并与支杆主体同轴的水管，冷却水从一根水管进入，流经位于支杆主体内的空腔的水流循环孔10后经另一根水管流出，冷却水盖5盖在水流循环孔10上密封水流回路；所述的调试喷嘴6上开有测压孔7，测压孔7上安装总压传感器测量热喷流的总压，调试喷嘴6上还开有测温孔4，测温孔4上安装热电偶测量热喷流的总温。实施例1本实施例的工作过程如下：1.安装调试喷嘴6测量总温总压，得到试验所需的运行状态，拆除调试喷嘴6，并封堵；2.安装试验喷嘴8，如图7所示，在风洞中安装模型，将支杆主体的前端通过楔键和销键安装在天平的后端上，天平的前端通过隔热套安装风洞试验模型，风洞试验模型的后端覆盖在试验喷嘴8上，与试验喷嘴8对应的风洞试验模型的表面有模型盖板12，模型盖板12上开有试验喷嘴出口11，试验喷嘴8从试验喷嘴出口11伸出，试验喷嘴8与模型盖板12表面平齐，试验喷嘴8与试验喷嘴出口11之间有缝隙。气流管道3的直径d与支杆主体的直径D的关系为d=14D，气流管道5的材料为黄铜。3.试验时，待风洞流场建立后，喷流气体从进气孔2流入，流经气流管道3到达内腔，最后从试验喷嘴8喷出，从而测得喷流干扰对模型气动力的影响。本实施例中的水流循环孔可替换为螺旋形循环管道。

权利要求：1.一种用于风洞热喷流干扰试验的天平支杆，其特征在于，所述的天平支杆包括支杆主体、气路模块、水冷模块、调试喷嘴（6）和试验喷嘴（8）；所述的支杆主体为圆柱形，支杆主体的前端与天平通过隔热套相连，支杆主体的后端通过锥面（1）与风洞攻角机构的弯刀配装；所述的气路模块包括气流管道（3）和气流管道（3）的进气孔（2），气流管道（3）固定在支杆主体内并与支杆主体同轴，进气孔（2）位于支杆主体上与外接的气源连通，气流管道（3）的末端有一个内腔，内腔在支杆主体上开有两个螺纹孔，一个螺纹孔连接调试喷嘴（6），另一个螺纹孔连接试验喷嘴（8）；所述的水冷模块包括水管（9）、水流循环孔（10）和冷却水盖（5），水管（9）为两根平行的固定在支杆主体内并与支杆主体同轴的水管，冷却水从一根水管进入，流经位于支杆主体内的空腔的水流循环孔（10）后经另一根水管流出，冷却水盖（5）盖在水流循环孔（10）上密封水流回路；所述的调试喷嘴（6）上开有测压孔（7），测压孔（7）上安装总压传感器测量热喷流的总压，调试喷嘴（6）上还开有测温孔（4），测温孔（4）上安装热电偶测量热喷流的总温；所述的模型盖板（12）与试验模型配装，模型盖板（12）上开有试验喷嘴出口（11），试验喷嘴（8）从试验喷嘴出口（11）伸出，试验喷嘴（8）与模型盖板（12）表面平齐，试验喷嘴（8）与试验喷嘴出口（11）之间有缝隙。2.根据权利要求1所述的用于风洞热喷流干扰试验的天平支杆，其特征在于，所述的气流管道（3）的直径d与支杆主体的直径D的关系为d=14D，气流管道（3）的材料为黄铜。3.根据权利要求1所述的用于风洞热喷流干扰试验的天平支杆，其特征在于，所述的水流循环孔（10）替换为螺旋形循环管道。

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