黄 军,邱华诚,刘施然,赵荣娟,吕治国,杨彦广

(中国空气动力研究与发展中心 超高速空气动力研究所,四川 绵阳 621000)

0 引 言

高超声速飞行器具有较强的机动性、突防能力以及较大的作战半径，目前已经成为21世纪各航天大国争相发展的关键技术[1]。高超声速风洞地面测力试验是获得各种高超声速飞行器气动力特性数据、评估其气动性能的主要手段之一。激波风洞能够模拟的总温、总压、焓值等参数值更高，在该类参数的模拟方面优于其他高超声速风洞[2]；但激波风洞的有效试验时间很短，在很短的试验时间内准确测量飞行器模型的气动力，是极具挑战性的研究。

激波风洞自20世纪50年代出现以来，其测力试验方法不断完善，从最初的应变天平，逐渐发展至压电天平、加速度天平和应力波天平等。受敏感栅材料灵敏度的影响，应变天平的频响较低，大多应用于有效试验时间较长的激波风洞。中国科学院刘云峰[3]、汪运鹏[4-5]、孟宝清[6]等在百毫秒量级的激波风洞中开展了大量应变天平测力试验研究，在约100 ms的有效试验时间内，天平可获得3～4个信号周期，避免了惯性力补偿，纵向气动力测量误差可优于1%。压电天平出现于20世纪50年代末[7]，具有较高的频响，能够满足试验时间较短的激波风洞试验。中国空气动力研究与发展中心吕治国等[8]发展了多种压电天平测试技术，采用“5+1”天平结构，在有效试验时间仅有几至几十毫秒的激波风洞中测量了飞船返回舱等外形的气动力，纵向气动力测量误差优于4%，并实现了较小滚转力矩的测量。……