[实用新型]用于对称面内级间分离轨迹预估的试验装置

说明书

本实用新型公开了用于对称面内级间分离轨迹预估的试验装置，该试验装置包括具备运动反馈功能的攻角机构、二级模型攻角运动机构、及三自由度运动机构；攻角机构独立驱动，二级模型攻角运动机构安装在三自由度运动机构上，由二级模型攻角运动机构和三自由度运动机构共同驱动二级模型。该装置既能够实现超声速大升力体模型的支撑及精准定位，又能实现两级模型在纵向对称面内的同时运动状态。

技术领域

本实用新型涉及气动力试验技术领域，具体涉及一种用于大升力体两级入轨飞行器的纵向对称面内级间分离轨迹预估的试验装置。

背景技术

以美国为主的西方国家在长达半个多世纪内的持续研究表明，空天飞行器概念的演化经历了从单级入轨到两级入轨的转化，在可预见的未来，两级入轨是实现空天飞行器的现实方案。而两级入轨空天飞行器的级间分离目前仍然是一项尚未解决的关键技术。

从基础试验设备看，国内在生产型风洞中建立的亚/跨/超声速捕获轨迹试验设备的应用原理是：在风洞中使用主支撑机构支撑载机模型，试验时主支撑及载机模型固定不动，提供干扰流场；使用六自由机构和六应变天平支撑外挂物模型；给定分离初始条件之后，在风洞中外挂物模型相对于载机模型的初始位置上，测量外挂在载机干扰流场上的气动力；叠加其他已知参数并经过一系列解算后，求解出下一时刻外挂物相对于载机的位姿参数；然后六自由度机构将外挂物移至该位置和姿态，重复前述步骤，得到整条分离轨迹。

从支撑系统上看，上述六自由度机构主要支撑弹箭等旋成体，在支撑超声速大升力体时，其承载能力有限，且刚度较差、定位精度不高；主支撑系统只适用于模拟载机不动、导弹相对载机运动的状态，不适合模拟两级同时运动的状态。

从上述原理可以看出，常规的捕获轨迹试验装置不能满足大升力体两级同时运动的级间分离轨迹预估试验需求。

实用新型内容

实用新型目的

本实用新型的目的是提供一种用于大升力体两级入轨飞行器的纵向对称面内并联级间分离轨迹预估的试验装置，既能够实现超声速大升力体模型的支撑及精准定位，又能实现两级模型在纵向对称面内的同时运动状态。

实用新型技术解决方案

为了实现上述实用新型目的，本实用新型采用下述的技术方案：

用于纵向对称面内并联级间分离轨迹预估的试验装置，包括具备运动反馈功能的攻角机构、二级模型攻角运动机构、及三自由度运动机构；攻角机构独立驱动，二级模型攻角运动机构安装在三自由度运动机构上，由二级模型攻角运动机构和三自由度运动机构共同驱动二级模型。

优选的，攻角机构包括依次联接的伺服电机、减速器、齿轮轴、编码器；弯刀通过弧形滑轨安装在风洞洞体上并由伺服电机Ⅰ、减速器Ⅰ和齿轮轴驱动，使弯刀能够绕弧形滑轨的中心转动；编码器安装在齿轮轴端部，能够实时反馈弯刀的转动角度；天平支杆安装在弯刀上并随弯刀一起转动，实现一级模型的攻角变化。

优选的，二级模型攻角运动机构包括变攻角机构和变侧滑角机构；变攻角机构由伺服电机Ⅱ联接减速器Ⅱ带动丝杆转动，从而驱动丝杆螺母在气流方向上做一定距离的往返运动，通过连杆拉动变攻角接头，实现外挂物的俯仰角变化；变侧滑角机构由变侧滑角接头和扇形面接头组成，变侧滑角接头与变攻角接头连接，扇形面接头位于变侧滑角接头上的滑槽内并能够沿滑槽移动，通过改变扇形面接头在变侧滑角接头内的位置实现偏航角在-5°～+5°间的变化。

优选的，二级模型攻角运动机构还包括导轨基座，伺服电机Ⅱ、减速器Ⅱ、滑轨设置在导轨基座上，滑块能够沿滑轨移动，滑块座底部连接在滑块上，丝杆上的丝杆螺母固定在滑块座上的丝杆螺母安装槽内；连杆一端转动连接在滑块座上，另一端与变攻角接头转动连接；变攻角接头还转动连接在导轨基座上；变侧滑角接头固定在变攻角接头上；导轨基座固定在三自由度运动机构上。