[发明专利]自适应变阻稳定伞阻力特性及变形测量试验装置及方法

说明书

本发明公开自适应变阻稳定伞阻力特性及变形测量试验装置及方法，包括支杆、测量天平、安装座、整流锥、支撑臂组和光学运动捕获系统；支杆通过支撑装置安装在风洞中，支杆与测量天平相连；安装座与测量天平相连；在安装座前端设置整流锥；支撑臂组包括多个支撑臂以圆周形式均匀分布周向铰接安装在安装座的端面上；在支撑臂前端设置转动调节结构；光学运动捕获系统实时获得标记点的空间位置信息，计算出骨架弹簧片在任意时刻的变形量以及变形轨迹。本发明能够实现初始迎风角无级调节，准确且快速的测量出变阻稳定伞的阻力特性以及骨架弹簧片的变形，从而有效实现初始迎风角以及骨架弹簧片外形和材料性能对自适应变阻稳定伞阻力特性的影响研究。

技术领域

本发明属于稳定伞测量技术领域，特别是涉及自适应变阻稳定伞阻力特性及变形测量试验装置及方法。

背景技术

稳定伞是软式空中加油技术中“软管-锥套”系统的核心部件，自适应变阻稳定伞能在不同风速条件下保持阻力恒定，确保稳定伞相对于加油机的下沉位置基本固定，从而实现在同一加油机平台上同时满足不同型号飞机的加油需求。

阻力特征面积是自适应变阻稳定伞最重要的设计参数之一，决定了稳定伞的阻力特性，其设计指标受初始迎风角以及骨架弹簧片外形和材料性能的影响。一方面，初始迎风角越大，阻力特征面积越大，阻力也就越大。另一方面，骨架弹簧片随着风速的不同而产生不同变形，当风速增大时压迫弹簧片使阻力特征面积减小，当风速减小时释放弹簧片阻力特征面积增大，从而确保自适应变阻稳定伞在不同风速下阻力恒定。目前国内对于稳定伞的研究还处于恒定阻力特性稳定伞阶段，对于自适应变阻力特性稳定伞的研究，尤其是在风洞试验技术领域尚属空白。现有的试验装置无法实现对于自适应变阻稳定伞的阻力特性及变形测量。建立准确、高效、便捷的试验装置，开展全面的自适应变阻稳定伞气动特性研究，对提升我国软式空中加油技术水平意义重大。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了自适应变阻稳定伞阻力特性及变形测量试验装置及方法，能够实现初始迎风角无级调节，在风洞试验中准确且快速的测量出变阻稳定伞的阻力特性以及骨架弹簧片的变形，从而有效实现初始迎风角以及骨架弹簧片外形和材料性能对自适应变阻稳定伞阻力特性的影响研究。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：自适应变阻稳定伞阻力特性及变形测量试验装置，包括支杆、测量天平、安装座、整流锥、支撑臂组和光学运动捕获系统；

所述支杆的大端通过支撑装置安装在风洞中，支杆的小端与测量天平的固定端相连；所述支杆和支撑装置位于自适应变阻稳定伞后方，不会对风洞来流产生干扰；

所述安装座通过锥连接与测量天平的浮动端相连；在所述安装座前端设置所述整流锥；

所述支撑臂组包括多个支撑臂，多个支撑臂以圆周形式均匀分布周向铰接安装在所述安装座的端面上；在所述支撑臂的前端设置有转动调节结构以安装自适应变阻稳定伞的骨架弹簧片；

所述光学运动捕获系统设置在试验段上方，实时获得标记点的空间位置信息，从而计算出骨架弹簧片在任意时刻的变形量以及变形轨迹。

进一步的是，通过调节支撑装置在风洞中的固定方式，使支杆连接的测量天平的轴线与风洞来流方向平行，且测量天平中心位于风洞中心；

通过调节安装座与测量天平的连接方式，使安装座轴线与测量天平轴线重合；

通过调节多个支撑臂与安装座端面的连接方式，使自适应变阻稳定伞试验模型轴线与测量天平轴线重合。

进一步的是，所述整流锥前端呈现光滑曲线锥形过渡，能够引导来流绕流，优化流场。

进一步的是，所述安装座外表面为光滑的圆锥曲面，顺着来流方向截面积逐步增大，能够有效引导来流流向自适应变阻稳定伞。