[发明专利]一种高超声速风洞稳定段两自由度支撑装置

说明书

本发明公开了一种高超声速风洞稳定段两自由度支撑装置，包括支撑框架，支撑框架上焊接有Y向滑轨安装座，Y向滑轨安装座上通过滑轨定位螺钉安装有Y向滑轨，Y向滑轨上部通过四个Y向滑块安装有Y向平台，Y向平台的上表面安装有两条X向滑轨；X向滑轨上部通过X向滑块安装有X向平台，支撑框架的两端安装有Y向机械限位装置，Y向平台的两侧安装X向机械限位装置。本发明提高了稳定段更换效率，降低了更换的劳动强度，从而提高了风洞试验效率；一套支撑装置上可以根据需要布置多个稳定段安装工位，可以满足多个马赫数喷管使用；提高了喷管与稳定段更换后的复位定位精度，可推广应用于不同口径的高超声速风洞稳定段支撑。

技术领域

本发明涉及高超声速风洞试验设备领域，具体来说，涉及一种高超声速风洞稳定段两自由度支撑装置。

背景技术

高超声速风洞稳定段的作用是对用于试验气流来流进行均流、整流，并在稳定上设置“一”字尖劈排架，对稳定段内气流的总压、总温等试验参数进行测量用于计算马赫数、试验模型各个力与力矩分量等。

稳定段是高超声速风洞设备组成中的一个重要部件，一般来说，稳定段内的气流流速v范围在3m/s-30m/s，流速通过流经稳定段内的压力、流量以及稳定段的内径计算确定。不同的马赫数运行时的压力、流量和温度相差很大，一套稳定段难以满足对流速v的要求，因此高超声速风洞一般有两套以上的稳定段，多套喷管可以共用一套稳定段。

常规高超声速风洞模拟马赫数范围一般在3～10之间，根据不同的马赫数运行时的压力、流量和温度，一般配置三套稳定段，稳定段I满足马赫数4以下使用，稳定段II满足马赫数大于4小于等于8，稳定段III满足马赫数大于8小于等于10。

常规的稳定段支撑固定方式为单一的固定支座与水泥基础螺栓连接方式，或者采用小车轨道的方式支撑，稳定段放置在支撑小车上，沿在风洞中心轴线运动，空间距离有限。

高超声速风洞在更换不同马赫数试验状态时，需要更换喷管。常规的喷管与稳定段拆卸步骤为：首先将喷管与稳定段、稳定段与过渡段之间的连接螺栓打开，喷管朝试验段方向运动一定的距离，提供用于稳定段的拆卸与吊装间隙，同时需要拆掉稳定段上的各种测试线缆，然后松开稳定段与支撑之间的连接螺栓后利用厂房内的行车吊开稳定段，将喷管退出试验段并吊走。常规的稳定段与喷管复原安装步骤为：首先更换需要的喷管并伸入到试验段内一定的距离，安装稳定段并与过渡段连接，紧固与支撑的连接螺栓，然后喷管后退与稳定段连接紧固，连接各种测试电缆。

采用常规的稳定段支撑方式，喷管与稳定段更换过程繁琐，劳动强度大，更换时间长。为了提高风洞设备的试验效率，缩短喷管更换时间，降低劳动强度，亟需发展一种高超声速风洞稳定段两自由度支撑装置。

发明内容

针对相关技术中的问题，本发明提出一种高超声速风洞稳定段两自由度支撑装置，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种高超声速风洞稳定段两自由度支撑装置，包括支撑框架，所述支撑框架上焊接有Y向滑轨安装座，所述Y向滑轨安装座上通过滑轨定位螺钉安装有Y向滑轨，所述Y向滑轨上部通过四个与Y向滑轨配套使用的Y向滑块安装有Y向平台，所述Y向平台的上表面通过滑轨定位螺钉安装有两条X向滑轨；所述X向滑轨上部通过与X向滑轨配套使用的X向滑块安装有X向平台，所述支撑框架的两端安装有Y向机械限位装置，所述Y向平台的两侧安装X向机械限位装置。

进一步地，所述X向平台设置有1-3个工位，三个工位中设置三个不同的稳定段，相邻工位之间通过拉杆连接并形成一个移动整体。

进一步地，所述X向平台的总长度L1≥(n+1)×L，其中，n为工位数，L为相邻两个不同工位之间的间距；所述X向平台上安装有电机，电机通过齿轮、齿条或钢丝绳滑轮组合与工位传动连接，且每个所述工位上均安装有多套用于调节稳定段中心高度的微调螺钉组。