[发明专利]一种超声速风洞模型俯仰运动保护装置

说明书

本发明公开了一种超声速风洞模型俯仰运动保护装置。该俯仰运动保护装置包括横向支撑，横向支撑的主体为管状支撑杆，管状支撑杆穿过飞行器模型的质心，将飞行器模型支撑在风洞试验段的中心轴线上；在风洞试验段外，横向支撑左侧伸出的管状支撑杆上顺序安装有运动轴承、机械限位机构以及抗冲击锥面锁紧机构，横向支撑右侧伸出的管状支撑杆上顺序安装有运动轴承、机械限位机构以及紧急强制回零机构。该俯仰运动保护装置能够为超声速风洞仿真试验的飞行器模型提供由弱至强的三级保护，具有结构可靠、控制方便的优点，具备较高的抵抗高能量冲击和强制回零等功能，能够拓展到在亚声速、跨声速风洞的两侧支撑模型系统中使用。

技术领域

本发明属于超声速风洞试验技术领域，具体涉及一种超声速风洞模型俯仰运动保护装置。

背景技术

为了准确测量飞行器在超声速飞行状态下的气动特性，需要构建能够模拟俯仰方向和滚转方向复合控制的虚拟飞行半实物仿真试验平台，这是发展直接力/气动力复合控制的验证试验技术提出的试验需求。

目前，国内外风洞虚拟飞行试验装置中，仅构建了不能模拟高压横向喷流的亚声速、跨声速的试验装置。

因为超声速试验中，模型系统、支撑系统等必定会承受非常大的激波冲击和气动载荷影响，要研制超声速风洞虚拟飞行试验系统，就必须充分考虑激波冲击、气动大载荷、失控状态等极端不利因素，充分保障试验的安全性。

当前，亟需发展一种超声速风洞模型俯仰运动保护装置。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种超声速风洞模型俯仰运动保护装置。

本发明的超声速风洞模型俯仰运动保护装置，其特点是，所述的俯仰运动保护装置包括横向支撑，横向支撑的主体为管状支撑杆，管状支撑杆穿过飞行器模型的质心，将飞行器模型支撑在风洞试验段的中心轴线上；在风洞试验段外，横向支撑左侧伸出的管状支撑杆上顺序安装有运动轴承、机械限位机构以及抗冲击锥面锁紧机构，横向支撑右侧伸出的管状支撑杆上顺序安装有运动轴承、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和可调变角块，机械限位块为活动端，可调变角块为固定端；可调变角块固定在风洞试验段的外壁上，与管状支撑杆之间有运动间隙；机械限位块固定在横向支撑的管状支撑杆上，跟随飞行器模型同步俯仰；机械限位块上设置有俯仰角度的上下限位，可调变角块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的管状支撑杆上的锁紧离合器，锁紧离合器松开，飞行器模型进行自由俯仰运动，锁紧离合器锁死，飞行器模型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后方，垂直穿过横向支撑的管状支撑杆的直线滚珠丝杠、安装在直线滚珠丝杠滑块上的锁紧锥杆、以及与直线滚珠丝杠顺序连接的伞齿轮减速机和伺服电机Ⅰ，伺服电机Ⅰ控制直线滚珠丝杠自转并同时拖动锁紧锥杆前后移动，伞齿轮减速机控制直线滚珠丝杠的自转速度；

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