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风洞天平的作用原理

    风洞天平测量风洞中作用在模型上的空气动力和力矩的设备。它能将空气动力和力矩沿 3个相互垂直的坐标轴系分解并进行精确测量。风洞天平按测力的性质分为静态测力天平和动态测力天平两类,分别测量定常飞行和非定常飞行时模型所受到的空气动力。静态测力天平有内式和外式等多种形式,按结构和测量原理分为机械式、应变式、压电式和磁悬挂等形式。机械式天平主要用于低速风洞,常见有张线式和硬架式两种。
    风洞天平根据零位测量原理,通过张线或拉杆,将作用在模型上的力和力矩沿预定的相互垂直的坐标系分解,各分量分别作用在预调平衡的几组杠杆上,根据重新调节到平衡状态的调节量的大小可获得模型上的力和力矩。应变式天平适用于各类风洞。它应用应变测量原理,通过测量天平上各受力元件的变形求得模型所受的气动力和力矩。这种变形一般很小,必须由元件上的应变传感器将应变转换成电阻、电容或电感的变化,用非电量电测法求得力和力矩。在高超音速风洞、稀薄气体风洞和脉冲式风洞中也可采用应变天平。在脉冲式风洞中还可采用压电元件的天平。在动态测力天平中,模型可在一个或几个自由度上解除约束,通过自由振动或强迫振动等方法,由测量模型受扰动后的过渡过程或测量输入和模型响应求出模型的动态气动参数。



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