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试验模型

标准号:GJB 4395-2002   标准名称:航空航天器低速风洞测力试验方法       2002-07-19

基本信息

【名称】 试验模型
【英文名称】 test model
【定义】 指风洞试验对象,包括飞行器实物和按几何相似原则、用相同或不同材质制作的缩比模型。

同源术语

·测力试验指对作用于试验模型上的总的空气动力,包括对模型所承受的集中力和力矩(偶)的测量,但不包括 对压力分布载荷和铰链力矩的测量。
·模型状态指试验模型部件组合状态以及模型舵面偏转状态。
·模型姿态指模型的姿态角,迎角α、侧滑角β、滚转角φ都是模型的姿态角。
·纵向试验对于给定的模型状态和在相对不变的动压下,锁定侧滑角β=O,仅改变一系列迎角α并采集气动 力数据的试验称为纵向试验。在此过程中,每一迎角对应的试验状态被称作一个试验点;从某一个迎角 单调地改变到另一迎角,一系列点便可连缀成线,实施这一过程,我们称之为一次纵向试验,或者一个纵 向车次。
·横向试验锁定迎角σ,改变一系列侧滑角β并采集气动力数据的试验称为横向试验。从某一个侧滑角单调地 改变到另一侧滑角,一系列点便可连缀成线,实施这一过程,为一次横向试验,或者一个横向车次。
·准纵向试验锁定侧滑角β(β≠0),改变一系列迎角a并采集气动力数据的试验称为准纵向试验。从某一个迎 角单调地改变到另一迎角,一系列点便可连缀成线,实施这一过程,为一次准纵向试验,或者称为一个准 纵向车次。
·纵向数据气流坐标轴系Oxayaxa(Air—path axis system,常简称为“风轴”)下的升力L及其 升力系数CL、阻力D及阻力系数CD气流轴俯仰力矩Ma及气流轴俯仰力矩系数Cma;机体 坐标轴系Oxbybzb(130dy axissystem,常简称为“体轴”)下的法向力N及法向力系 数CN、轴向力A及轴向力系数CA、俯仰力矩M及俯仰力矩系数Cm;还有半机体轴坐标轴 系Oxiyizi(Intenmeditate axis system,常简称为“半体轴”)下的半体轴升力Li (=L)及其升力系数CL、半体轴阻力Di及半体轴阻力系数CDi、半体轴俯仰力矩M, (=M)及半体轴俯仰力矩系数Cm。
·横向数据气流坐标轴系下的侧力C及其侧力系数Cc、气流轴偏航力矩Na及气流轴偏航力矩系数Cna、 气流轴滚转力矩La及气流轴滚转力矩系数Cla;机体坐标轴系下的横向力y及横向力系数 CY、偏航力矩N及偏航力矩系数Cn、滚转力矩L及滚转力矩系数Cl;半体轴坐标轴系下的 半体轴横向力Yi(=Y)及半体轴横向力系数CY、半体轴偏航力矩Ni(=Na)及半体轴偏航 力矩系数Cni(=Cna)、半体轴滚转力矩Li及半体轴滚转力矩系数Cli。
·支架干扰量试验模型在风洞中进行试验,通常需要一组支杆(至少需要一个)或者张线来支撑和约束模型。这些 约束模型的支杆或者张线通常被称为支架。从本质上来讲,支架肯定要对模型周围的流动产生干扰,与 此同时,支架本身的气动力和力矩也要受到模型的干扰,这种相互影响的物理现象就是支架干扰。在某 些情况下,支架的气动力和力矩以及支架与模型之间由于流动干扰产生的气动力和力矩会被天平记录下 来,这一部分气动力和力矩,称之为支架干扰量。
·支架干扰扣除两步法为了从结果数据中扣除支架干扰量,除了《试验任务书》规定的试验外,还要在同一模型状态下额外 执行一个或几个车次的试验,这些额外执行的试验即支架干扰试验。对于采用腹背撑支撑架形式的低速 风洞基本测力试验,为扣除支架干扰量,常采用的办法是在同一模型状态下额外执行两个车次的试验。 这一办法被称作支架干扰扣除两步法,简称为“两步法”。
·镜像支杆在支架干扰扣除试验中,使用一些并不起支撑作用的假支杆(Dummy Struts)来求得支架干扰量。这 些假支杆在几何上要求与所模拟的真支杆一致(至少支杆暴露在气流中的那部分要求一致)。这些假支 杆通常与它们所模拟的真支杆对称(镜像安装),这些假支架通称作“镜像支杆”。
·洞壁干扰风洞洞壁对试验段中模型周围的流动有着限制和约束作用,引入了额外的边界条件,这就是洞壁干 扰。它给试验数据带来系统误差。
·阻塞效应修正风洞洞壁干扰会使试验段中模型周围的流动速度大小发生变化。模型区域沿风洞轴线方向流动速 度大小变化的总体效果可视为来流速度大小发生变化,这种变化的大小与模型的体积、形状和模型下游 的尾迹有关。对这种干扰的修正称为阻塞效应修正。
·升力效应修正风洞洞壁干扰会使试验段中模型周围的流动在模型的升力方向速度发生变化。由于这一方向发生 的流动速度变化量在不同的风洞轴线位置是不同的,将它们与来流速度一并考虑时,可视为来流迎角发 生了变化且流动发生了弯曲。这种干扰效应与模型的升力密切相关,称为洞壁的升力效应的修正。
·地板试验指飞行器近地效应风洞模拟试验。在进行这类模拟试验时,在风洞试验段中除了:有试验模型外,模 型下面通常还有一张覆盖试验段的、并可调整自身与风洞轴线距离的大面积平板或活动带(亦称作活动 地板,Moving Belt),以模拟不同近地高度时地面对飞行器气动力的影响。此类试验称为“地板试验”。
·初读数“初读数”又称为“零读数”,是指风洞试验段风速为零时,模型与空气没有相对运动时天平所输出的 读数。
·吹风数据在风洞试验段建立起所需要的空气流动条件并进行所需要的测量的过程常简称作“吹风”。在这种 条件下获得的天平输出数据称为吹风数据。
·模型重心风洞实验室所指的模型重心(C.G=Center of Gravity)实际上只是一个约定的力矩参考点,通常是 飞行器重心在模型上的几何对应点,而不必是试验模型自身的质量中心。
·基本测力试验基本测力试验是相对于支架干扰试验而言的。支架干扰试验是以获取支架干扰量为目的而额外特 意安排的风洞试验;而基本测力试验是为获取模型基本气动载荷而必不可少的风洞试验,一般来说,它 们是《试验任务书》所规定的那些试验。

相关术语

·直升机模型风洞试验用缩比直升机模型进行的风洞试验。
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·直升机全尺寸风洞试验用全尺寸直升机进行的风洞试验。
GJB 3029-98 直升机术语)
·飞行器一次性使用的或可回收重复使用的运载器、上面级飞行器和航天器。
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·上面级飞行器(上面级)能将航天器从准地球轨道送入预定轨道的飞行器。上面级飞行器先由运载器送入准地球轨道。
GJB 1027A-2005 运载器、上面级和航天器试验要求)
·正样飞行器用于飞行的运载器、上面级和航天器。
GJB 1027A-2005 运载器、上面级和航天器试验要求)
·动力三角翼飞行器一种带动力的采用移动式操纵的具有良好滑翔性能的悬挂翼飞行器。
HB 7880-2008 动力三角翼飞行器通用规范)
·缩比模型测量对缩比目标用对应的缩比频率的测量。
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·飞行器参考面(ZRxR)又称飞行器对称面。对左右对称的飞行器,取通过模型纵轴且垂直于横轴的平面为参考面。
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·飞行器参考线(XR)固定于飞行器参考面内的一条直线。通常取飞行器的水平基准线为参考线。
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·飞行器参考点(0R)固定于飞行器参考面内的一个点,通常取飞行器重心(质心)或前端为参考点。
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