[发明专利]一种测量高速风洞降落伞模型开伞特性的试验方法

说明书

本发明公开了一种测量高速风洞降落伞模型开伞特性的试验方法。该试验方法所需的试验装置包括降落伞模型支撑装置、天平、转子和开伞装置。当高速风洞试验段内的气流达到规定的流场条件时，步进电机的转轴带动螺杆旋转，螺杆上的螺母后移并将伞舱堵盖、降落伞模型从伞舱内拔出，降落伞模型在高速气流作用下打开，在开伞过程中，高速风洞数据采集系统对天平测值进行连续采集。本发明的试验方法开伞方式安全，开伞动力对天平基本上无干扰且不会损坏天平；本发明的试验方法采用了倒锥形前锥的杆式应变天平作为天平，防止了天平与降落伞模型支撑装置脱离而损坏天平及高速风洞事故的发生。

技术领域

本发明属于降落伞模型高速风洞试验技术领域，具体涉及一种测量高速风洞降落伞模型开伞特性的试验方法。

背景技术

降落伞作为一种减速稳定器，具有体积小、质量轻、携带方便和稳定效果好等显著优点，在现代航空航天领域中有着非常广泛的应用。随着无人飞行平台投放、高速弹射救生、航天器回收、外星球探测器（如火星探测器）减速着陆等任务日益增多，愈来愈多的飞行器在高速（超过0.3倍声速）飞行条件下采用降落伞进行减速，降落伞能否在高速条件下正常开伞、开伞过程阻力系数时间历程等开伞特性直接关系到上述任务能否成功实施。

由于在高速风洞中测量降落伞模型开伞特性具有试验周期短、获取试验数据精准、试验费用低廉等显著优点，国内逐渐开始利用高速风洞进行降落伞模型高速开伞特性试验。测量高速风洞降落伞模型开伞特性的试验装置主要包括降落伞模型支撑装置、天平、开伞装置。现有的高速风洞天平常采用前锥为正锥的杆式应变天平，在高速气流的作用下，降落伞模型产生方向向后的气动力，天平存在与高速风洞洞壁支架发生脱离的风险，会造成损坏天平及高速风洞的事故，因此前锥为正锥的杆式应变天平并不适宜进行单独降落伞模型测力试验。现有高速风洞开伞装置主要依靠高压气体、火药作为开伞动力。当高压气体引入降落伞舱时，高压气体会对天平测值产生干扰并有可能损坏测力天平，而火药存在自爆等不安全因素。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种测量高速风洞降落伞模型开伞特性的试验方法。

本发明的测量高速风洞降落伞模型开伞特性的试验方法基于以下试验装置，所述的试验装置包括降落伞模型支撑装置、天平、转子和开伞装置，天平的前端与降落伞模型支撑装置连接，天平的后端与转子的固定段连接，降落伞模型与转子的旋转段连接，降落伞模型的伞衣顶端与开伞装置的伞舱堵盖用棉线连接。

所述的降落伞模型支撑装置包括高速风洞洞壁支架和采用降落伞减速的飞行器模型，高速风洞洞壁支架内留有天平导线槽，用于天平信号传输。

所述的天平为倒锥形前锥的杆式应变天平，天平后端有与转子的固定段相连的插销孔。

所述的转子分为固定段、旋转段两部分，固定段与天平后端相连，旋转段与降落伞模型相连。

所述的开伞装置包括伞舱堵盖、细铁丝、螺母、螺杆Ⅰ、支座、步进电机、支撑架，细铁丝的一端与伞舱堵盖连接，细铁丝的另一端通过螺母上部的通孔与螺母连接，螺母安装在螺杆Ⅰ上，螺杆Ⅰ通过螺栓Ⅰ固定在步进电机的转轴上，支座通过螺栓Ⅱ与步进电机的壳体连接，支座通过螺栓Ⅲ与支撑架连接。

本发明的测量高速风洞降落伞模型开伞特性的试验方法包括如下步骤：

a.在高速风洞试验段洞壁上固定安装降落伞模型支撑装置；

b.采用降落伞减速的飞行器模型内的倒锥空腔与天平前端的倒锥配合连接，天平固定在降落伞模型支撑装置的采用降落伞减速的飞行器模型内，天平的导线与高速风洞数据采集系统连接；

c.转子的固定段通过插销Ⅰ与天平后端相连，转子的旋转段通过插销Ⅱ与降落伞模型的伞连接绳相连，降落伞模型伞衣顶端与伞舱堵盖用棉线连接后，伞舱堵盖把降落伞模型封堵在伞舱内；