[发明专利]一种超声速风洞模型两自由度支撑装置

权利要求书

1.一种超声速风洞模型两自由度支撑装置，其特征在于，所述的装置包括位于超声速风洞轴线、迎向超声速风洞来流的飞行器模型（10）和与超声速风洞轴线垂直、交点位于飞行器模型（10）质心的水平的横梁（15）；横梁（15）的两端分别插入位于风洞左侧洞壁内的左侧机构和位于风洞右侧洞壁内的对应的右侧机构；

飞行器模型（10）为半实物仿真模型，飞行器模型（10）的芯轴（16）设置有气流通道，高压空气通过横梁（15）进入芯轴（16），从飞行器模型（10）尾部喷出；

飞行器模型（10）内安装有套装在芯轴（16）上的环式天平；

飞行器模型（10）的芯轴（16）上安装有滚转轴承（19），飞行器模型（10）通过滚转轴承（19）实现自由滚转；

横梁（15）的左右两端安装有俯仰轴承（14），飞行器模型（10）通过俯仰轴承（14）实现自由俯仰；

所述的飞行器模型（10）的中心轴线上安装有前后贯通的芯轴（16），芯轴（16）的前端设置有前锥段，芯轴（16）的后端设置有后锥段；芯轴（16）的前段安装前环式天平（43），芯轴（16）的后段安装后环式天平（44），前环式天平（43）与芯轴（16）之间安装有2对滚转轴承（19），后环式天平（44）与芯轴（16）之间也安装有2对滚转轴承（19）；芯轴（16）的前段还安装有滚转编码器（42），芯轴（16）的后段还安装有信号滑环（45）；

飞行器模型（10）分为前段模型和后段模型，前段模型通过前锥套（17）套装前环式天平（43）并固定在芯轴（16）上，后段模型通过后锥套（18）套装后环式天平（44）并固定在芯轴（16）上；飞行器模型（10）的前段模型的头部空腔内从前至后依次安装前配重块（51）和滚转陀螺仪（41）；飞行器模型（10）的后段模型在芯轴（16）的下游顺序安装有扩张储气段（34）、舵偏机构（46）、横向喷管（36）和后配重块（52）；

高压空气通过横梁（15）进入芯轴（16）的气流通道后进入扩张储气段（34），再经横向喷管（36）喷出；

所述的横向喷管（36）上安装有电磁球阀（35），电磁球阀（35）控制横向喷流的打开关闭以及流量大小；电磁球阀（35）采用两位三通电磁阀原理，通过切换高压供气回路，实现作动活塞的上下运动，达到喷流流量、时间控制，响应时间在20ms以内；

所述的左侧机构包括外方窗（11）和位于外方窗（11）中心的通过外密封罩（37）封闭的内方窗（12）；外方窗（11）与风洞左侧壁板密封固定连接，内方窗（12）的中心固定有轴承安装座（13），轴承安装座（13）上安装有俯仰轴承（14），横梁（15）的左端穿过并固定在俯仰轴承（14）上；

横梁（15）的左端端头还从内至外依次固定有俯仰编码器（48）和俯仰陀螺仪（47）；

所述的右侧机构包括外方窗（11）和位于外方窗（11）中心的通过外密封罩（37）封闭的内方窗（12）；外方窗（11）与风洞右侧壁板密封固定连接，内方窗（12）的中心固定有轴承安装座（13），轴承安装座（13）上安装有俯仰轴承（14），横梁（15）的右端穿过并固定在俯仰轴承（14）上；

横梁（15）的右端端头还从内至外依次固定有随动气管（33）、旋转接头（32）和进气管（31），进气管（31）外接高压空气，旋转接头（32）与俯仰轴承（14）同步运动，随动气管（33）连通旋转接头（32）和横梁（15）。

2.根据权利要求1所述的超声速风洞模型两自由度支撑装置，其特征在于，所述的前环式天平（43）和后环式天平（44）均为五分量测力天平，测量法向力、俯仰力矩、侧向力、偏航力矩和滚转力矩。