高超声速摩擦阻力直接测量实验研究

介绍了在中国航天空气动力技术研究院(CAAA)的高超声速风洞FD-03和FD-07中进行的摩擦阻力直接测量实验。实验目的是测量高超声速流场中模型表面的摩擦阻力。研制了应变型两分量和单分量天平,分别应用这2种天平进行了压缩拐角运动实验和乘波体模型变迎角实验。实验中的总压1MPa,总温360K,马赫数5。每个模型各布置2个天平。在压缩拐角实验中,测量了平板区的摩擦阻力,观察到压缩拐角运动对流场的干扰,并测得了压缩拐角运动干扰区的摩擦阻力。在乘波体实验中测量了模型表面摩擦阻力及其与模型迎角的关系。实验的数据中处理引入温度修正。整体实验测量不确定度良好,优于12%。

基于管式应变天平的飞艇螺旋桨飞行测力系统

平流层飞艇巡航高度距地面25 km左右,由于空气温度和密度的不同,螺旋桨提供的推力与地面试验可能存在较大的差异。为飞艇螺旋桨设计了测力系统,实时测量飞行中螺旋桨受到的力和力矩,用于飞艇的气动参数辨识。测力系统主要包括管式二分量应变天平和数据采集系统。天平尺寸根据飞艇的螺旋桨结构设计,尽量降低了其对飞艇本身的干扰,并采用序列二次规划方法对天平进行优化,提升轴向力信号输出。数据采集系统用于传递天平采集的载荷,同时内含多种传感器以修正天平信号。对测力系统进行了包含温度、气压、轴向加速度、倾角、振动等影响因素下的校准和地面模拟试验,保证了系统测量的准确性和可靠性。飞艇螺旋桨测力系统的飞行试验数据结果表明,其准确度、一致性和可靠性好,可以满足测量需要。