[发明专利]一种超声速风洞模型俯仰运动保护装置

权利要求书

1.一种超声速风洞模型俯仰运动保护装置，其特征在于，所述的俯仰运动保护装置包括横向支撑(13)，横向支撑(13)的主体为管状支撑杆，管状支撑杆穿过飞行器模型(10)的质心，将飞行器模型(10)支撑在风洞试验段(11)的中心轴线上；在风洞试验段(11)外，横向支撑(13)左侧伸出的管状支撑杆上顺序安装有运动轴承(12)、机械限位机构以及抗冲击锥面锁紧机构，横向支撑(13)右侧伸出的管状支撑杆上顺序安装有运动轴承(12)、机械限位机构以及紧急强制回零机构；

所述的机械限位机构包括机械限位块(15)和可调变角块(14)，机械限位块(15)为活动端，可调变角块(14)为固定端；可调变角块(14)固定在风洞试验段(11)的外壁上，与管状支撑杆之间有运动间隙；机械限位块(15)固定在横向支撑(13)的管状支撑杆上，跟随飞行器模型(10)同步俯仰；机械限位块(15)上设置有俯仰角度的上下限位，可调变角块(14)滑动至上下限位的位置处实现机械锁死；

所述的抗冲击锥面锁紧机构包括固定在横向支撑(13)的管状支撑杆上的锁紧离合器(20)，锁紧离合器(20)松开，飞行器模型(10)进行自由俯仰运动，锁紧离合器(20)锁死，飞行器模型(10)在当时所处的攻角下停止自由俯仰运动；还包括位于锁紧离合器(20)后方，垂直穿过横向支撑(13)的管状支撑杆的直线滚珠丝杠(17)、安装在直线滚珠丝杠(17)滑块上的锁紧锥杆(16)、以及与直线滚珠丝杠(17)顺序连接的伞齿轮减速机(18)和伺服电机Ⅰ(19)，伺服电机Ⅰ(19)控制直线滚珠丝杠(17)自转并同时拖动锁紧锥杆(16)前后移动，伞齿轮减速机(18)控制直线滚珠丝杠(17)的自转速度；

所述的紧急强制回零机构包括顺序安装在横向支撑(13)的管状支撑杆上的过渡连接盘(22)、驱动离合器(23)和涡轮蜗杆减速机(24)，管状支撑杆的出口端与涡轮蜗杆减速机(24)的输出轴固定连接，伺服电机Ⅱ(25)与涡轮蜗杆减速机(24)的输入轴固定连接；驱动离合器(23)松开，飞行器模型(10)进行自由俯仰运动，驱动离合器(23)锁死，在过渡连接盘(22)的限制下驱动离合器(23)锁死横向支撑(13)，飞行器模型(10)停止自由俯仰运动，涡轮蜗杆减速机(24)将飞行器模型(10)转回0°攻角。

2.根据权利要求1所述的超声速风洞模型俯仰运动保护装置，其特征在于，所述的机械限位块(15)为对称的一个蝴蝶形限位块，机械限位块(15)的左上、左下、右上、右下四个位置布置有面向水平对称线内凹的接触面；可调变角块(14)为与机械限位块(15)匹配的另一个蝴蝶形限位块，在可调变角块(14)的左上、左下、右上、右下四个位置布置有面向水平对称线外凸的接触面；机械限位块(15)的内凹的接触面与可调变角块(14)的外凸的接触面滑动接触，当飞行器模型(10)的自由俯仰运动到达正向攻角的极限位置时，可调变角块(14)滑动至机械限位块(15)的一个极限位置，横向支撑(13)左侧的机械限位块(15)的左上、右下的接触面卡紧，对应的横向支撑(13)右侧的机械限位块(15)的左下、右上的接触面卡紧，当飞行器模型(10)的自由俯仰运动到达负向攻角的极限位置时，可调变角块(14)滑动至机械限位块(15)的另一个极限位置，横向支撑(13)左侧的机械限位块(15)的左下、右上的接触面卡紧，对应的横向支撑(13)右侧的机械限位块(15)的左上、右下的接触面卡紧。

3.根据权利要求1所述的超声速风洞模型俯仰运动保护装置，其特征在于，所述的机械限位块(15)和可调变角块(14)具有系列组件，根据超声速风洞试验需求更换组件，用以调整俯仰角范围。

4.根据权利要求1所述的超声速风洞模型俯仰运动保护装置，其特征在于，所述的机械限位块(15)的材料为高强度合金钢，可调变角块(14)的材料为铜合金，所述的抗冲击锥面锁紧机构的各部件材料均为高强度合金钢。

5.根据权利要求1所述的超声速风洞模型俯仰运动保护装置，其特征在于，所述的锁紧锥杆(16)具有锥度1:10的锥面。