高升阻比模型天平校準安裝角誤差控制要求

呂治國, 趙榮娟, 黃 軍

(中國空氣動力研究與發展中心超高速所, 四川綿陽 621000)

引 言

在航空航天器地面模擬的風洞實驗中, 主要利用天平測量作用在模型上的氣動力[1-3], 針對不同風洞實驗設備, 發展了多種形式的氣動力測量天平[4-12], 天平測量技術發展的同時, 在世界范圍內, 也發展了多種與之相適應的天平校準系統[13-18], 以及多種天平校準的數據處理方法[19-27]. 文獻[15,17,22-25]涉及天平校準誤差分析的內容, 但天平安裝方面引起的誤差論述相對較少, 文獻[13,18,21]也介紹了天平安裝, 但沒有涉及天平安裝誤差影響解決方案. 高超聲速飛行器的氣動力測量風洞實驗, 主要利用壓電天平、應力波天平等特種天平在激波風洞等脈沖型風洞上進行[28-33].

由于壓電天平具有結構簡單, 頻響高等特性, 在校準公式的應用上, 通常考慮1階干擾就可以滿足測量要求, 因此CARDC激波風洞發展壓電天平作為氣動力測量的天平. 在壓電天平的單分量校準過程中, 首先將壓電天平通過錐套配合的方式固定安裝在校準臺上, 然后采用快速卸掉砝碼載荷的方式實現天平校準, 校準法向力或俯仰力矩以及軸向力通常是將天平法向力正方向向上安裝, 如圖1所示. 校準法向力時將天平水平安裝在校準臺架上, 直接在校準加載套上懸掛砝碼, 通過改變砝碼質量實現法向力變化校準; 校準俯仰力矩是通過在天平校準加載套上懸掛固定質量砝碼, 改變砝碼懸掛位置, 實現力矩變化校準……