实验力学PPTchapter13要点.ppt

* * * * * * * * * * * 6、天平的校准 某空气动力研究机构15KN天平校准设备 校准通式 6、天平的校准 工作公式 7、体轴系与风轴系 7、体轴系与风轴系 风轴系 体轴系 轴向力系数、法向力系数、侧向力系数 滚转力矩系数、偏航力矩系数、俯仰力矩系数 压电式天平 磁悬挂天平 8、其它天平和测力方法简介 自由飞实验 水星着陆仓自由飞风洞试验（阴影） 投弹自由飞风洞试验（多次曝光） 自由飞风洞试验 水平风洞模型自由飞实验 自由飞风洞试验 φ5m立式风洞是国内第一座开口式单回流立式风洞。 风洞全高55m，地上部分40m，地下部分15m； 试验段为直径5m的开口式结构，高7.5m，试验段最大风速50m/s； 谢谢！ 参考书--贺德馨主编：风洞天平，国防工业出版社，2001 其他：《实验空气动力学》或《空气动力学实验技术》等 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 第十三章 流体动力和力矩测量 1引言 2 气动天平 3 机械天平 4 应变天平 5 天平元件 6 天平的校准 7 坐标系及转换 8、其它天平和测力方法简介 1、引言: 飞行、操控原理及相关概念简介 作用在飞行器上的空气动力 升力 — 更大的重量 阻力 — 更小的发动机消耗 飞行性能 等速直线飞行性能（基本飞行性能） 续航性能 起飞着陆性能（爬升、高度） 机动飞行性能 （稳定性） 最大平飞速度 --主要限制:推力=阻力 最小平飞速度--主要限制: 升力=重力(CL=CLmax) 巡航速度--耗油最少（同航程） （最大升阻比+发动机的高度、速度特性 ） 飞机的稳定性 平衡状态：外力与外力矩之和都为零 平衡状态常会因为各种因素的影响而遭到破坏（如燃油消耗、收放起落架、收放襟翼、发动机推力改变或投掷炸弹等）。 此时，驾驶员可以通过偏转相应的操纵面来保持飞机的平衡，称为配平。 飞机的纵向稳定及俯仰操纵 重心位置与静稳定性 飞机各部分的附加升力 调整升降舵与之平衡 飞机的操纵—滚转 例：单螺旋桨反作用引起滚转力矩 调整副翼一上一下与之平衡 飞机的操纵-偏航 双发动机单发工作时引起偏航力矩 调整方向舵与之平衡 决定飞行器运动的 六个关键参量： 升力（ 重力）、 阻力（推力）、 侧向力、 俯仰力矩、 滚转力矩、 偏航力矩 地面坐标系 机体坐标系 气流坐标系 航迹坐标系 … … 坐标系 基础科学问题：突出重点、分解难点、模型简单、机理复杂 二维翼型 升力系数随攻角（迎角）的变化 攻角特性的改善 机翼的三维效应 上翼面压强低，下翼面压强高 - 压差 - 漩涡 - 下洗 空气动力系数 升力系数 Cy ( CL ) 阻力系数 Cx ( CD ) 流场中的受力测量 T pi 多点压力测量 压力扫描阀 动量法测阻力 模型尾部支撑（应变天平）的形式 模型腹部支撑的形式 机械天平的角度机构 2、气动天平 气动天平的分类 气动天平的分类 3、机械天平（结构示意） 塔式机械天平 台式机械天平 塔式天平（力与力矩的分解原理） 力矩平台： 斜拉张线延长交于塔心 --实现力和力矩的分解 俯仰力矩：绕Z轴 偏航力矩：绕Y轴 滚转力矩：绕X轴 力平台： 升力（重力） -升力大摇臂 阻力：向右 侧向力：垂直纸面 塔式天平 （分解原理） 力矩平台： 斜拉张线延长交于塔心 --实现力和力矩的分解 俯仰力矩：绕Z轴 偏航力矩：绕Y轴 滚转力矩：绕X轴 力平台： 升力（重力） -升力大摇臂 阻力：向右 侧向力：垂直纸面 (双)台式天平（力与力矩的分解原理） 力矩平台： 俯仰力矩：左右力矩摇臂对 滚转力矩：垂纸力矩摇臂对 偏航力矩：迎面水平张线对 存在气动力对力矩的干扰 阻力-俯仰力矩、 侧向力-滚转力矩 力平台(同塔式)： 升力（重力） -升力大摇臂 阻力：向右 侧向力：垂直纸面 (双)台式天平（力与力矩的分解原理） 力矩平台： 俯仰力矩：左右力矩摇臂对 滚转力矩：垂纸力矩摇臂对 偏航力矩：迎面水平张线对 存在气动力对力矩的干扰 阻力-俯仰力矩、 侧向力-滚转力矩 力平台(同塔式)： 升力（重力） -升力大摇臂 阻力：向右 侧向力：垂直纸面 消扰机构 台式天平（消扰机构原理） 作用在O点的阻力Fxa,对于力矩平台中心C而言，等效于一个力Fxa和一个力矩FxaH2作用，该附加力矩 在力矩摇臂输出端产生多余附加力Fxm， 而移至C点的阻力Fxa通过消扰装置在力矩摇臂输出端产生抵消附加力F’xa， 调整消扰装置长度l4，使之满足 即可实