呂金洲,張小慶,趙曉男,陳光雄,吳穎川
(1.西南交通大學機械工程學院,四川 成都 610000;2.中國空氣動力研究與發(fā)展中心高超聲速沖壓發(fā)動機技術(shù)重點實驗室,四川 綿陽,621000)
脈沖風洞[1-5]是高超聲速飛行器技術(shù)發(fā)展的重要地面試驗設備,這類風洞時間很短,啟動時沖擊載荷很大,引起的模型振動在試驗時間內(nèi)無法衰減,為風洞測力帶來很大的困難.
為解決快速測力問題,國內(nèi)外學者做了大量研究.對于激波風洞,由于試驗時間僅為毫秒量級,多采用加速度計天平進行氣動力載荷測量,Tanno等[6-7]、 Singh 等[8-9]、 Trivedi等[10]、 Satheesh 等[11]和Saravanan等[12]即通過該方法獲得了激波風洞中試驗模型的氣動力載荷.同樣,應力波天平[13]和光學測力技術(shù)[14-15]也在激波風洞測力中得到應用.劉洪山等[16]總結(jié)了應力波天平在國內(nèi)激波風洞上的應用.對于試驗時間超過100 ms的風洞,則多采用應變天平進行氣動力載荷測量,汪運鵬等[17-18]采用應變天平對JF-12激波風洞進行了氣動力載荷測量,賀偉等[19]對比脈沖燃燒風洞和長時間風洞測力結(jié)果,驗證了單分應變天平的脈沖風洞測力方法,王鋒等[20]將載荷辨識技術(shù)應用于脈沖燃燒風洞模型測力.程忠宇等[21]采用多加速度計振動分離慣性補償技術(shù)對長細比超過20的試驗模型進行了測力試驗,取得了較為理想的試驗結(jié)果.
綜上所述,加速度計天平主要用于質(zhì)量較小、試驗時間更短的激波風洞,對于試驗時間超過100 ms的脈沖風洞,則需采用剛度更高的應變天平,以保證試驗過程中模型姿態(tài)不發(fā)生改變.隨著高超聲速技術(shù)的發(fā)展,φ2.4 m脈沖燃燒風洞試驗時間超過300 ms,模型長度可達5 m,質(zhì)量超過1 000 kg,以上特點決定其測力系統(tǒng)需要采用高度較高的應變天平.現(xiàn)階段天平公式均通過靜態(tài)校準獲得,未考慮振動對測力結(jié)果的影響,導致天平輸出結(jié)果和模型所受到的氣動力載荷之間存在誤差.為了提高測力精度并進行瞬態(tài)測力,需要消除模型振動對測力系統(tǒng)(forcemeasurement system,F(xiàn)MS)輸出結(jié)果的影響.振動系統(tǒng)為經(jīng)典二階系統(tǒng),外部作用力轉(zhuǎn)化為加速度力、阻尼力和彈性力,天平測量彈性力,跟實際的外部作用力之間差了阻尼力和加速度力.慣性補償?shù)哪康氖窃趶椥粤Φ幕A上,疊加加速度力和阻尼力,使其充分逼近外部作用力.因此,本文將慣性補償方法應用于脈沖風洞試驗測力,獲得天平彈性輸出結(jié)果和模型慣性輸出結(jié)果,兩者耦合后消除振動信號,而后計算模型所受到的氣動力載荷.
圖1為高超聲速脈沖風洞試驗測力系統(tǒng)簡化圖,主要包括試驗模型、測力天平和支架3部分.試驗模型是承受氣動力載荷的主要部件,天平為測量設備,支架用于支撐天平和模型,各部分之間通過螺釘連接.
圖 1 風洞測力系統(tǒng)Fig.1 Force-measurement system for wind tunnel
圖2為3分量測力天平,包括浮動框、固定框和支撐梁3部分,固定框和浮動框通過支撐梁和測量元件連接在一起,該天平具有軸向、法向和俯仰3個分量的剛度,試驗過程中測量元件產(chǎn)生應變,導致其上的應變計電阻產(chǎn)生變化,惠斯通電路輸出電壓,然后根據(jù)天平公式計算模型所受到的氣動力載荷.
圖 2 三分量測力天平Fig.2 3-component force balance
圖3(a)為測力系統(tǒng)簡化圖,試驗模型為框架結(jié)構(gòu),其剛度高于天平,支架為實體金屬結(jié)構(gòu),剛度遠大于試驗模型和測力天平.因此,將支架及天平浮動框和模型假設為剛體.試驗過程中,測力系統(tǒng)的應變最大部位為天平測量元件,將測量元件簡化為具有三分量剛度的彈簧,此時測力系統(tǒng)可簡化為圖3(b)所示梁-彈簧-阻尼系統(tǒng).其中天平浮動框和模型簡化為梁m,彈簧測量元件簡化為三分量彈簧k1=(k1x,k1y,k1Mz)和k2= (k2x,k2y,k2Mz),由天平的對稱性,k1x、k1y、k1Mz分別等于k2x、k2y、k2Mz.測力系統(tǒng)的阻尼簡化為c1和c2.
圖 3 測力系統(tǒng)Fig.3 Force measuring system
根據(jù)以上簡化結(jié)果可得到測力系統(tǒng)的動力學方程,如式(1)所示.
式中:M、C和K分別為系統(tǒng)質(zhì)量、阻尼和剛度矩陣;q和F分別為模型位移和氣動力載荷向量.
當K和C足夠小時,天平可視為完全自由系統(tǒng),在這種條件下,測力系統(tǒng)為慣性系統(tǒng),因此僅需要知道模型的質(zhì)量和轉(zhuǎn)動慣量即可描述其響應特性,該條件即為加速度計天平的工作原理.當K和C無法忽略時,該測力系統(tǒng)稱為剛度系統(tǒng),φ2.4 m脈沖燃燒風洞試驗測力系統(tǒng)即屬于該類型,振動特性由M、C和K決定.如式(1)所示,測力系統(tǒng)所受到的氣動力載荷等于彈性、阻尼和慣性輸出結(jié)果之和,但是阻尼載荷很小,分析時進行了忽略.慣性補償方法即將測力天平輸出的結(jié)果在時域范圍內(nèi)與試驗模型輸出的慣性載荷進行耦合,消除振動對測量的干擾,獲得測力系統(tǒng)的輸出.
為計算測力系統(tǒng)彈性輸出結(jié)果,首先需要對其進行虛擬標定,獲得系統(tǒng)剛度矩陣K.圖4為天平應變計粘貼位置(括號內(nèi)編號為相應位置的對側(cè)),為提高惠斯通電路輸出電壓,應變計應盡可能靠近測量元件的根部.11~18為軸向力測點,輸出y向應變,結(jié)果記為μ11~μ18;21~28 和 61~68 分別為法向力和俯仰力矩測點,輸出x向應變,結(jié)果記為μ21~μ28和μ61~μ68.
圖 4 天平應變計粘貼位置Fig.4 Strain gauge positions on force balance
測力系統(tǒng)靜態(tài)標定公式為
式中:
在向量F中,F(xiàn)x、Fy和Mz分別為標定時對模型施加的軸向力、法向力和俯仰力矩.系數(shù)矩陣X中,x11、x22、和x63為主系數(shù),x12、x13、x21、x23、x61、和x62為干擾系數(shù).通過矩陣變換,測力系統(tǒng)剛度系數(shù)矩陣:
為計算X,需要對測力系統(tǒng)施加3個不相關(guān)的載荷向量,獲得測點的應變值,將結(jié)果代入式(3)進行求解.
圖5(a1)和(b1)分別為測力系統(tǒng)網(wǎng)格加密前、后的有限元模型,加密前測力系統(tǒng)包含137 883個節(jié)點和23 192個單元,加密后其節(jié)點數(shù)為58.2萬,網(wǎng)格數(shù)量為12.41萬,兩者均大幅度提高,以上各分部件均采用六面體網(wǎng)格劃分.對于測力天平,其測量元件和支撐梁等部位進行了加密,以便準確獲得測點應變,浮動框和固定框等應變較小的部位則較為稀疏.試驗模型和支架材料為45鋼,密度7 850 kg/m3,彈性模量為200 GPa,泊松比為0.3;天平材料為Ni18Co8 Mo5TiAl,密度為 8 000 kg/m3,彈性模量為187.25 GPa,泊松比為 0.27.加載位置如圖 5(a1)、(b1)所示.邊界條件為支架底面固定,施加的3個載荷分別為F1= (1 000,0,0)T,F(xiàn)2= (0,5 000,0)T,F(xiàn)3=(0,0,1 000)T,其中,第 1、2項單位為 N,第 3項單位為 N·m.
圖 5 測力系統(tǒng)有限元模型Fig.5 Finite element model of FMS
根據(jù)仿真結(jié)果和式(3)解得測力系統(tǒng)有限元模型加密前后的彈性系數(shù)矩陣分別為
X1和X2顯示,除主系數(shù)外,x13和x61遠大于其它的干擾系數(shù),這說明對于該測力系統(tǒng),軸向力和俯仰力矩之間的耦合較為強烈,其它的干擾系數(shù)x12、x21、x23和x62相對很小,說明軸向力和法向力或俯仰力矩之間的耦合較弱.對比X1和X2可知,兩者主系數(shù)相差很小,這說明對測力系統(tǒng)有限元模型網(wǎng)格大幅加密后,計算所獲得的剛度矩陣變化很小,從而說明圖5(a1)所示有限元模型足夠精確,能夠滿足研究的需要.
圖6為φ2.4 m脈沖燃燒風洞試驗段總壓和各分量載荷輸出結(jié)果變化規(guī)律(t為時間).如圖6所示,風洞啟動后,試驗段總壓不斷升高,而后達到穩(wěn)定,持續(xù)約400 ms,燃料噴注時間約在風洞啟動后50 ms.各分量輸出結(jié)果均近似正弦規(guī)律變化,因此,確定輸入載荷形式為正弦與階躍的疊加形式.
圖 6 試驗段總壓及天平測量結(jié)果Fig.6 Total pressure of test chamber and measurement results of force balance
由于試驗過程中模型所受氣動力載荷無法確定,無法獲得試驗過程中風洞氣流的波動頻率,因此在對測力系統(tǒng)進行加載時,輸入載荷的正弦部分頻率分別為固有頻率的0.5倍 (half times of the natural frequency,記為 H-f)、1 倍 (natural frequency,記為N-f)和 2 倍 (double times of the natural frequency,記為D-f),研究輸入載荷頻率低于、等于和高于系統(tǒng)固有頻率時的瞬態(tài)響應.
為確定測力系統(tǒng)的固有頻率,需要對其進行模態(tài)分析,結(jié)果如圖7和表1所示,其軸向、法向和俯仰方向振動模態(tài)分別為三階、六階和一階,相應的固有頻率分別為121、172.64 Hz和80.65 Hz,仿真時均進行3分量加載.
圖 7 測量系統(tǒng)振型Fig.7 Vibration modes of FMS
表 1 測力系統(tǒng)模態(tài)參數(shù)Tab.1 Mode parameters of FMS
測力系統(tǒng)振動時必然存在彈性變形,要準確獲得其慣性輸出載荷十分困難,但模態(tài)分析結(jié)果表明,測力系統(tǒng)軸向振動以試驗模型、天平浮動框和浮動框與固定框連接件的整體振動為主,法向和俯仰方向振動均以天平浮動框和試驗模型整體振動為主,因此,可假定各分量振動為不同部件的整體振動.根據(jù)測力系統(tǒng)不同模態(tài)下振動部分的不同,通過3D軟件獲得測力系統(tǒng)的質(zhì)量矩陣M(忽略質(zhì)量矩陣中的干擾項)為
式中:mx和my分別為測力系統(tǒng)軸向和法向振動質(zhì)量;Jz為其繞z軸的轉(zhuǎn)動慣量.
為獲得測力系統(tǒng)振動時輸出的慣性載荷,分析時提取了多點的加速度,圖8為加速度測點的位置.
圖 8 測力系統(tǒng)加速度測點Fig.8 Acceleration detection points of FMS
圖 8中:A1~A6位于天平上,A7~A10位于模型上,其中取A1~A6點的x向的加速度均值作為測力系統(tǒng)x向的加速度,A1~A10點的y向的加速度均值作為測力系統(tǒng)y向的加速度,通過組合A7~A10加速度的變化結(jié)果獲得測力系統(tǒng)的繞z軸轉(zhuǎn)動的角加速度,測力系統(tǒng)加速度a具體算法如式(5).
根據(jù)牛頓第二定律得測力系統(tǒng)慣性載荷為
3.4.1 H-f正弦階躍載荷加載
圖9為H-f 正弦階躍載荷加載時測力系統(tǒng)的仿真結(jié)果.其中,圖 9(a)為輸入載荷,圖 9(b)為彈性輸出載荷,圖 9(c)為慣性輸出載荷,圖9(d)為彈性輸出載荷和慣性輸出載荷疊加后的結(jié)果.
圖 9 H-f正弦階躍載荷加載時測力系統(tǒng)仿真結(jié)果Fig.9 Simulation results of FMS under action of H-f sine step load
從圖9(a)中可以看出,軸向力、法向力和俯仰力矩從0增加到2、3 kN和1 kN·m,持續(xù)一段時間后,按照正弦規(guī)律進行振動,其振幅為300 N或N·m,3分量載荷的頻率分別為60、81 Hz和40 Hz (即為相應固有頻率的一半),振動一段時間后,輸入載荷恢復穩(wěn)定狀態(tài).
圖 10 N-f正弦階躍載荷加載時測力系統(tǒng)仿真結(jié)果Fig.10 Simulation results of FMS under action of N-f sine step load
測力系統(tǒng)仿真結(jié)果顯示,慣性補償前軸向力、法向力和俯仰力矩的幅值分別為3 795.5、5 620.6 N和1 982.1 N·m,慣性補償后三者的幅值分別為2 344.9、3 364.2 N和1 305.0 N·m,補償后幅值明顯減小,接近于輸入幅值.
分析結(jié)果顯示,階躍載荷加載階段,測力系統(tǒng)自由振動被激發(fā),而后逐漸衰減.正弦加載階段,振動轉(zhuǎn)變?yōu)樽杂烧駝雍洼斎胼d荷的耦合振動.慣性補償后,測力系統(tǒng)輸出結(jié)果不僅振幅大幅度減小,而且瞬態(tài)輸入輸出基本一致.
3.4.2 N-f正弦階躍載荷加載
圖10為N-f 正弦階躍載荷加載時測力系統(tǒng)輸出結(jié)果.圖 10(a)為輸入載荷,圖 10(b)為彈性輸出載荷,圖 10(c)為慣性輸出載荷,圖 10(d)為彈性輸出載荷和慣性輸出載荷疊加結(jié)果.輸入載荷形式與H-f 加載時近似,不同之處在于正弦階段3分量頻率分別為120、172 Hz和80 Hz,即為相應的固有頻率.計算時對有限元模型施加瑞利阻尼,以保證測力系統(tǒng)振幅不會發(fā)散.
測力系統(tǒng)仿真結(jié)果表明,慣性補償前彈性輸出結(jié)果幅值分別為3 985.2、5 605.4 N和3 161.8 N·m,慣性補償后分別為2 257.3、3 538.4 N和1 320.2 N·m,補償后明顯減小,接近于輸入值.
從圖10中可以看出,當N-f 正弦階躍載荷施加于測力系統(tǒng)時,系統(tǒng)產(chǎn)生共振,共振對彈性和慣性輸出載荷均產(chǎn)生很大影響,表現(xiàn)為正弦加載階段彈性和慣性輸出均大幅增加.彈性瞬態(tài)載荷大幅超出輸入載荷,測量元件的變形可能超過其彈性極限,造成天平損壞.共振同時放大了不同分量間的耦合關(guān)系,導致慣性補償后,輸入輸出結(jié)果之間仍然存在較大的誤差,軸向力輸出結(jié)果尤為明顯.
3.4.3 D-f 正弦階躍載荷加載
圖11為D-f 正弦階躍載荷加載時測力系統(tǒng)的輸出結(jié)果.圖 11(a)為輸入載荷,圖 11(b)為彈性輸出結(jié)果,圖 11(c)為慣性輸出結(jié)果,圖 11(d)為彈性輸出載荷和慣性輸出結(jié)果疊加后測力系統(tǒng)的輸出.輸入載荷形式與H-f 和N-f 正弦階躍載荷近似,不同之處在于正弦加載部分的頻率分別為240、344 Hz和160 Hz,為相應固有頻率的2倍.
圖 11 D-f正弦階躍載荷加載時測力系統(tǒng)仿真結(jié)果Fig.11 Simulation results of FMS under action of D-f sine step load
輸出結(jié)果表明,慣性補償前各分量幅值分別為3 777.6、5 656.0 N 和 1 948.2 N·m,慣性補償后分別為 2 330.3、3 395.6 N和 1 346.1 N·m,幅值明顯減小,且接近于輸入幅值.
分析結(jié)果表明,當N-f 正弦階躍載荷施加于測力系統(tǒng)時,階躍載荷加載階段其自由振動被激發(fā),此時輸出結(jié)果最大,該階段輸出結(jié)果頻率為測力系統(tǒng)的固有頻率;正弦加載階段系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)閺娖日駝?,主要為加載形式和自由振動形式的耦合.慣性補償后測力系統(tǒng)幅值大幅減小,而且輸入輸出結(jié)果基本一致.
對于仿真分析結(jié)果定義加載時間段內(nèi)輸出結(jié)果與輸入載荷之間的差值為測量誤差D,如式(7)所示.
式中:FO為測力系統(tǒng)輸出結(jié)果;FI為測力系統(tǒng)輸入載荷.
測量結(jié)果的誤差率定義為
式中:A為輸入載荷的基準值或幅值.
3.5.1 均值測量精度分析
表2為測力系統(tǒng)各分量均值測量精度,從表中可以看出,當輸入載荷頻率為H-f 和N-f 時,均值測量精度高于99%,慣性補償后略有提高,當輸入載荷的頻率為D-f 時,均值測量精度高于98.5%,慣性補償后誤差低于原來的1/2.分析結(jié)果表明,慣性補償前后均值輸出誤差均很小,說明無論是否進行慣性補償,均可以天平輸出結(jié)果均值作為模型受到的靜態(tài)氣動力載荷.
表 2 測力系統(tǒng)各分量均值測量精度Tab.2 Mean measurement accuracy of FMS in each component %
3.5.2 瞬態(tài)測量精度分析
圖12和圖13分別為測力系統(tǒng)慣性補償前、后測力系統(tǒng)不同加載時的瞬態(tài)測量誤差(由式(7)計算所得),該結(jié)果僅反應了加載時間內(nèi)的測量誤差,其中圖 12(a)、(b)、(c)和圖 13(a)、(b)、(c)分別為正弦加載頻率為H-f、N-f 和D-f 時的測量誤差.當加載頻率為H-f 時,慣性補償前軸向力、法向力和俯仰力矩的誤差范圍分別為-1 744~1 850.1、-2 562.2~2 568.8 N和-912~969.9 N·m,慣性補償后分別為-56.8~77.3、-130.8~176.7 N 和-48.4~43.6 N·m;當加載頻率為N-f 時,慣性補償前軸向力、法向力和俯仰力矩的誤差范圍分別為-2 205.4~2 201.5、-2 590.6~2 567.1 N 和-2 406.9~2 395.2 N·m,慣性補償后分別為-134.3~114.5、-236.7~249.7 N 和-126.4~121.1 N·m;當加載頻率為D-f時,慣性補償前軸向力、法向力和俯仰力矩的誤差范圍分別為-1 758.9~1 849.3、-2 637.1~2 565.4 N 和-909~969.7 N·m,慣性補償后分別為-99.6~99.9、-154.1~146.6 N和-95.1~63.8 N·m.對比以上結(jié)果可以發(fā)現(xiàn),慣性補償后輸出結(jié)果誤差的幅值大幅度下降,較為接近測力系統(tǒng)的輸入載荷.
圖 12 測力系統(tǒng)慣性補償前輸出結(jié)果誤差Fig.12 Transient measurement errors of FMS before inertia compensation
表3為測力系統(tǒng)不同加載條件下的測量精度最小值.當加載頻率為H-f時,瞬態(tài)測量精度高于93%;當加載頻率為N-f時,瞬態(tài)測量精度高于87%;當加載頻率為D-f時,瞬態(tài)測量精度高于92%.從表3中可以看出,瞬態(tài)測量精度普遍高于91%,僅共振條件下約為87%,說明慣性補償后測力系統(tǒng)的輸出結(jié)果在一定范圍內(nèi)可作為其受到的瞬態(tài)氣動力載荷.同時系統(tǒng)產(chǎn)生共振時,各分量輸出結(jié)果的瞬時測量精度均低于其他狀態(tài),說明共振不僅容易造成天平的損壞,而且會降低測力系統(tǒng)的測量精度.
圖 13 測力系統(tǒng)慣性補償后輸出結(jié)果誤差Fig.13 Transient measurement errors of FMS after inertia compensation
表 3 測力系統(tǒng)瞬態(tài)測量精度最小值Tab.3 Minimum values in measurement accuracy of FMS %
測力系統(tǒng)風洞試驗在φ2.4 m脈沖燃燒風洞中開展,測力系統(tǒng)安裝于風洞試驗段中,試驗馬赫數(shù)為6.5,在該狀態(tài)下,風洞總壓為6.54 MPa,總溫約為1 676 K,總焓為2.145 9 MJ/kg.從風洞噴管中射出的氣流,O2、H2O和N2的摩爾組分比例分別為0.207 1、0.232 6和0.560 3,平均摩爾分子量為26.5 g/mol.試驗過程中風洞的靜溫為210.5 K,靜壓為51.3 kPa,比熱比為1.281 5,試驗過程中模型攻角為0°.
測力系統(tǒng)的彈性輸出結(jié)果可根據(jù)天平公式計算獲得,此次試驗的天平公式如式(9).
加速度計位置如圖14中的A1和A2,兩者之間的軸向距離為600 mm,均為3 向加速度傳感器,分別記測點A1和A2的x向的加速度為a1x和a2x,y向的加速分別為a1y和a2y,根據(jù)測點A1和A2的x、y向的加速度計算試驗過程中模型振動的加速度,結(jié)果如式(10)所述.
圖 14 風洞試驗測力系統(tǒng)Fig.14 FMS in wind tunnel
通過測量獲得測力系統(tǒng)的質(zhì)量矩陣如下:
而后根據(jù)式(6)計算測力系統(tǒng)的質(zhì)量慣性輸出結(jié)果.
圖15為根據(jù)式(9)和式(6)計算所得的測力系統(tǒng)彈性輸出結(jié)果和慣性輸出結(jié)果,以及慣性補償后測力系統(tǒng)的輸出結(jié)果.從圖中可以看出,慣性補償前的軸向力Fx、法向力Fy和俯仰力矩Mz的波動范圍分別為-1 333.8~2 650.1、-1 288.4~2 912.6 N和-2 203.8~457.8 N·m,慣性補償后,三者的波動范圍分別為-4.8~2 102.2、-13.13~1 896.1 N 和-1 074.6~2.5 N·m.慣性補償后測力系統(tǒng)的各分量輸出結(jié)果曲線的變化規(guī)律均與風洞后室總壓的變化一致,證明慣性補償后測力系統(tǒng)的輸出結(jié)果可以作為試驗模型在風洞氣流中受到的氣動力載荷.
圖 15 風洞試驗結(jié)果Fig.15 Wind tunnel test results
本文基于慣性補償方法對高超聲速測力系統(tǒng)進行了研究,包括理論建模、靜態(tài)虛擬標定、模態(tài)分析、瞬態(tài)分析和慣性補償,得到以下結(jié)論:
(1)分析可知慣性補償前測力系統(tǒng)均值測量精度高于98.9%,彈性輸出均值可作為測力系統(tǒng)所受到的靜態(tài)氣動力載荷,對結(jié)果進行慣性補償可進一步提高測量精度,慣性補償后測量精度高于99.2%;
(2)測力系統(tǒng)產(chǎn)生共振時,慣性補償前瞬時輸出結(jié)果幅值大大超出輸入載荷幅值(超出量分別為:985、1 605 N和 1 162 N·m)不僅容易造成天平損壞,還會對瞬態(tài)測量結(jié)果產(chǎn)生干擾;
(3)在一定精度范圍內(nèi),當輸入載荷頻率遠離測力系統(tǒng)固有頻率時,可以將慣性補償后的輸出結(jié)果作為試驗模型受到的瞬態(tài)氣動力載荷.
參考文獻:
[1]STALKER R J.A study of the free-piston shock tunnel[J].AIAA Journal, 1967, 5(12): 2160-2165.
[2]PATE S R, SILM L G, STALLINGS D W, et al.Development of an MHD-augmented, high enthalpy,shock tunnel facility[J].AIAA Journal,1974,12(3):289-297.
[3]OLIVIER H, GROENIG H, BOZEC A L.Hypersonic
model testing in a shock tunnel[J].AIAA Journal,1995, 33(2): 262-265.
[4]ROBINSON M J, MEE D J, TSAI C Y, et al.Threecomponent force measurements on a large scramjet in a shock tunnel[J].Journal of Spacecraft & Rockets,2004, 41(3): 416-425.
[5]SCHULTZ I A, GOLDENSTEIN C S, STRAND C L, et al.Hypersonic scramjet testing via diode laser absorption in a reflected shock tunnel[J].Journal of Propulsion & Power, 2014, 30(6): 1586-1594.
[6]TANNO H,KOMURO T,SATO K,et al.Aerodynamic force measurement technique with accelerometers in the impulsive facility HIEST[M]//Shock Waves.Berlin: Springer, 2009: 471-476.
[7]TANNO H, KOMURO T, TAKAHASHI M, et al.Unsteady force measurement technique in shock tubes[J].Review of Sci-entific Instruments,2004,75(2): 532-536.
[8]SINGH P, MENEZES V, IRIMPAN K J, et al.Impulse force bal-ance for ultrashort duration hypersonic test facili-ties[DB/OL].(2015-5-24)[2017-08-18]. https://www.hindawi.com/journals/sv/2015/803253/.
[9]SINGH P, TRIVEDI S, MENEZES V, et al.D ynamic calibration and validation of an accelerometer force balance for hypersonic lifting models[J].The Scientific World Journal, 2014, 2014(6): 813759.
[10]TRIVEDI S,MENEZES V.Measurement of yaw,pitch and ide-force on a lifting model in a hypersonic shock tunnel[J].Measurement,2012,45(7): 1755-1764.
[11]SATHEESH K, JAGADEESH G.Analysis of an internally mount-able accelerometer balance system for use with non-isotropic models in shock tunnels[J].Measurement, 2009, 42(6): 856-862.
[12]SARAVANAN S, JAGADEESH G, REDDY K P J.Aerodynamic force measurement using 3-component accelerometer force balance system in a hypersonic shock tunnel[J].Shock Waves, 2009, 18(6): 425-435.
[13]SMITH A L,MEE D J,DANIEL W J T,et al.Design,modelling and analysis of a six component force balance for hypervelocity wind tunnel testing[J].Computers & Structures, 2001, 79(11): 1077-1088.
[14]LAURENCE S J, HORNUNG H G.Image-based force and mo-ment measurement in hypersonic facilities[J].Experiments in Fluids, 2009, 46(2): 343-353.
[15]LAURENCE S J,KARL S.An improved visualization-based force-measurement technique for short-duration hypersonic facilities[J].Experiments in Fluids, 2010, 48(6): 949-965.
[16]劉洪山,徐翔,姜華.應力波天平在國內(nèi)激波風洞上的應用[J].實驗流體力學,2006,20(1): 36-39.LIU Hongshan, XU Xiang, JIANG Hua, et al.The application of the stress wave force balance in shock tunnel[J].Journal of Experiments in Fluid Mechanics,2006, 20(1): 36-39.
[17]WANG Yunpeng, LIU Y, LUO C, et al.Force measurement using strain-gauge balance in a shock tunnel with long test duration[J].Review of Scientific Instruments, 2016, 87(5): 1068.
[18]WANG Y, LIU Y, JIANG Z.Design of a pulse-type strain gauge balance for a long-test-duration hypersonic shock tunnel[J].Shock Waves, 2016, 26(6): 1-10.
[19]賀偉,童澤潤,李宏斌.單模塊超燃發(fā)動機推力測量天平研制[J].航空動力學報,2006,20(1): 36-39.HE Wei, TONG Zerun, LI Hongbin.Investigation of thrust balance for the single module scramjet[J].Journal of Aerospace Power, 2006, 20(1): 36-39.
[20]王鋒,賀偉,毛鵬飛,等.脈沖風洞測力系統(tǒng)建模與載荷辨識方法研究[J].振動與沖擊,2015,34(1): 94-103.WANG Feng, HE Wei, MAO Pengfei, et al.D ynamic modeling of testing system in impulse facilities and load identification method[J].Journal of Vibration and Shock, 2015, 34(1): 94-103.
[21]程忠宇,陳宏,張琦.多加速度計振動分離慣性補償測力技術(shù)[J].流體力學實驗與測量,1999,13(4): 57-61.CHENG Zhongyu, CHEN Hong, ZHANG Qi.Inertia compensation technology based on multi-accelerometer vibration separating[J].Experiments and Measurements in Fluid Mechanics, 1999, 13(4): 57-61.