[发明专利]用于风洞捕获轨迹试验的Z形六自由度机构外挂物支杆

说明书

用于风洞捕获轨迹试验的Z形六自由度机构外挂物支杆，属于航空气动力风洞试验技术领域，本发明为了解决传统外挂物支杆容易受到六自由度机构前端外形气动干扰以及传统带预偏角外挂物支杆带来的机构俯仰角范围损失的问题。前滚转输出段通过中间段与后滚转输入段相连接，前滚转输出段轴线与后滚转输入段轴线平行，且设有偏置距离，前滚转输出段、中间段和后滚转输入段整体组成Z字形结构。本发明的用于风洞捕获轨迹试验的Z形六自由度机构外挂物支杆可减少风洞实验中六自由度机构的气动干扰，同时避免了传统带预偏角形式的弯尾杆带来的六自由度机构俯仰角范围损失的问题。

技术领域

本发明涉及一种支撑装置，具体涉及用于风洞捕获轨迹试验的Z形六自由度机构外挂物支杆，属于航空气动力风洞试验技术领域。

背景技术

在风洞试验中，捕获轨迹试验用于模拟外挂物脱离母机后的运动轨迹，是一种研究外挂物分离安全特性的评估手段。风洞捕获轨迹试验通过六自由度机构实现，外挂物与六自由度机构之间通过特制的外挂物支杆进行支撑。

外挂物支杆结构要求在支撑外挂物的同时能够将六自由度机构的滚转运动传递至外挂物，同时应避免六自由度机构对外挂物造成的气动干扰。

为避免六自由度机构造成的气动干扰问题，传统的外挂物支杆设计为预偏一定角度的结构形式，即输入轴与输出轴存在固定夹角，这样使得外挂物轴线远离六自由度机构，解决了六自由度机构的气动干扰问题，但是预偏固定角度的结构形式也使得外挂物的俯仰角范围变小。一般风洞捕获轨迹试验六自由度机构的俯仰角范围为±45°，传统带预偏角的外挂物支杆的预偏角度至少为向下偏置24°，使得外挂物可实现的俯仰角范围变为-69°～+21°，大大减少了捕获轨迹试验外挂物正向俯仰角范围的技术指标，降低了试验能力。

发明内容

本发明的目的是提供用于风洞捕获轨迹试验的Z形六自由度机构外挂物支杆，以解决传统外挂物支杆容易受到六自由度机构前端外形气动干扰以及传统带预偏角外挂物支杆带来的机构俯仰角范围损失的问题。

用于风洞捕获轨迹试验的Z形六自由度机构外挂物支杆包括后滚转输入段、中间段和前滚转输出段；

前滚转输出段通过中间段与后滚转输入段相连接，前滚转输出段轴线与后滚转输入段轴线平行，且设有偏置距离，前滚转输出段、中间段和后滚转输入段整体组成Z字形结构。

优选的：后滚转输入段、中间段和前滚转输出段的外部为支架外壳，支架外壳内部设有内部传动轴组。

优选的：支架外壳包括前支撑杆、前弯头、中支撑杆、后弯头和后支撑杆；

后支撑杆的一端通过螺钉与六自由度机构固定连接，后支撑杆的另一端通过后弯头与中支撑杆固定连接，中支撑杆通过前弯头与前支撑杆固定连接。

优选的：内部传动轴组包括前内轴、中内轴、后内轴、前转动件、中转动件、后转动件、联轴器、锥齿轮组A和锥齿轮组B；

后内轴通过后转动件转动安装在后支撑杆的内壁上，中内轴通过中转动件转动安装在中支撑杆的内壁上，前内轴通过前转动件转动安装在前支撑杆的内壁上，后内轴的一端通过联轴器与六自由度机构内部的动力源相连接，后内轴的另一端通过锥齿轮组B与中内轴的一端相连接，中内轴的另一端通过锥齿轮组A与前内轴的一端相连接，前内轴的另一端与外挂物及天平相连接。

优选的：前转动件包括推力轴承B、滚针轴承A和推力轴承A，前内轴的两端分别通过推力轴承B和推力轴承A与前支撑杆的内壁相连接，前内轴的中部通过滚针轴承A与前支撑杆的内壁相连接。

优选的：中转动件包括滚针轴承B、推力轴承C、推力轴承D和滚针轴承C，中内轴的两端分别通过推力轴承C和推力轴承D与中支撑杆的内壁相连接，且中内轴和中支撑杆之间还安装有滚针轴承B和滚针轴承C，滚针轴承B和滚针轴承C分别位于推力轴承C和推力轴承D的内侧。