[实用新型]一种风洞小模型快速投放装置

说明书

技术领域

本实用新型属于高超声速风洞试验领域，具体涉及一种风洞小模型快速投放装置。

背景技术

国内外大多数高超声速风洞都配备有模型快速射入系统以供进行气动热试验研究。这些模型快速射入系统结构不同、形式多样，各有自己的特点。归纳起来大致可分为三类。第一类，利用弹性机械结构把模型快速投射入流场中，此种方法结构简单、造价低廉、使用维护方便；第二类，利用专门驱动方式（如气、液压驱动，直线电机驱动等）快速插入模型，此方法结构复杂、造价昂贵、维护费用高；第三类，利用攻角机构送入模型，此种方式的弱点是送入速度不可能很快，模型预热对测热有很大影响。相比而言，弹性机械结构快速投送模型的方案因其结构简单、造价低廉，容易满足风洞测热试验所要求的模型在尽量短时间内送入流场的条件，因此被广泛应用于国外许多高超声速风洞中。美国兰利研究中心在1251A连续式高超声速风洞侧壁上安装有模型射入系统，可在风洞运行中将模型快速射入气流以进行气动热试验。俄罗斯科学院理论与应用力学所的T327A风洞，AEDC的高超声速B风洞等都配备有此类模型投射机构。上述风洞上配备的测热模型机械弹射系统的技术细节没有公开，其具体结构不清楚。

发明内容

本实用新型提供一种风洞小模型快速投放装置，本实用新型的装置用于高超声速风洞模型气动热测量试验中，能实现气动热试验模型快速送进和减速定位。

本实用新型的风洞小模型快速投放装置采用强力卷弹簧驱动支杆弹入的机械结构实现模型的快速投送，模型投送后期采用机械夹持钳结构实现模型的快速减速和定位，使用电磁铁带动伸缩杆回缩解除支杆支撑限位，实现模型送进控制。

本实用新型采用的技术方案如下：

本实用新型的风洞小模型快速投放装置，其特点是，所述的投放装置包括支杆、转轴、卷弹簧、基座、电磁铁安装座、电磁铁、伸缩杆、减速定位钳、防转动垫块、矩形定位块。其中，所述的基座由上部的圆柱杆和下部的平板构成；其连接关系是，所述的支杆上端通过一圆柱孔安装于转轴前段上，实现支杆绕转轴的转动。所述的卷弹簧内端通过转轴上设置的卡槽安装于转轴上，外端通过螺栓紧固于支杆上；所述的转轴两端设置有紧固螺纹，两端紧固螺纹的两侧均进行圆弧切边，前端紧固螺纹上依次安装有防转动垫块、螺母A，螺母A、防转动垫块用于限制支杆沿转轴向前移动；在基座上设置有转轴安装孔，安装有支杆、卷弹簧的转轴通过转轴安装孔配合安装于基座上；所述的基座转轴安装孔后端设置有矩形孔，矩形孔中安装有矩形定位块，转轴后端螺纹依次与矩形定位块、螺母B连接，用于转轴在基座上的防转动紧固安装；所述的电磁铁安装座、电磁铁、伸缩杆分别通过螺栓安装于基座下部的平板一侧上，用于实现模型送进控制；所述的减速定位钳通过螺栓安装于基座下部的平板另一侧上，用于实现模型投送后期的快速减速定位；所述的基座通过上部的圆柱杆安装于风洞壁面上；实验过程中要投送的模型，以预置固定姿态通过螺栓紧固安装于支杆的下部。

所述的电磁铁通过螺栓紧固安装于电磁铁安装座上，在电磁铁安装座设置有伸缩杆的运动导引孔；所述的伸缩杆的一端穿过运动导引孔与电磁铁的阀芯通过螺栓连接，伸缩杆的另一端在伸出状态下支撑水平放置的支杆；通过控制电磁铁线圈的通电控制伸缩杆的缩回运动，解除支杆水平支撑限位，实现模型和支杆的送进功能。

在所述的支杆上端圆柱孔与转轴前段配合处，增设一空心圆柱滚珠轴承，轴承外圈安装于支杆上端圆柱孔内，轴承内圈安装于转轴上，用于减小支杆绕转轴的转动摩擦。

本实用新型的风洞小模型快速投放装置工作过程为：在风洞测热试验开始前，手动旋转模型支杆到水平位置，使模型和支杆都处于流场外，抽出伸缩杆支撑住模型支杆。试验过程中，在适当时机对电磁铁线圈进行通电，通过电磁力收回伸缩杆，模型和支杆在卷弹簧弹力作用下做旋转加速运动，而后支杆进入减速定位钳进行减速定位，实现测热模型的快速送进和定位。

本实用新型的风洞小模型快速投放装置能可靠地实现高超声速风洞气动热试验模型快速送进和减速定位。其结构简单、成本低廉，具有模型送进速度快，定位精度高，模型送进后振动小等优点。对于质量约0.5公斤，速度约10米/秒的送入模型，本实用新型的风洞小模型快速投放装置可在0.2秒内实现模型的快速送进定位。

附图说明

图1为本实用新型的风洞小模型快速投放装置结构示意图；

图2为图1的右视图；

图3为图1的左视图；

图4为图1的俯视图；

图5为图2的A-A剖视图；