[发明专利]一种用于高超声速风洞的小滚转力矩测量装置

摘要

一种用于高超声速风洞的小滚转力矩测量装置，主要由两部分组成：前端的弹头模型部分和后端的测量、驱动部分。小不对称再入体模型安装在双层轴承支撑系统上，在双层轴承后端安装光栅码盘，用来测量弹头模型的转速。支杆后端装有伺服电机，用来驱动内层轴承，以达到使整个测量系统的机械阻尼在理论上为零的目。本发明装置滚转方向上的机械阻尼要远远小于该方向上飞行器的滚转气动阻尼，机械阻尼在理论上为零。

主权项

一种用于高超声速风洞的小滚转力矩测量装置，其特征在于包括：弹头模型头部(1)、弹头模型尾部(2)、外套筒(3)、外套筒挡圈(5)、推力轴承挡圈(6)、叶轮轮毂(7)、涡轮叶片(8)、叶片锁紧螺钉(9)、激光头支架(11)、模型端盖(12)、支杆(13)、传动轴(14)、电机座(18)、电机座端盖(19)、步进电机(20)、联轴器(21)、光栅码盘(25)、中套筒挡圈(26)、中套筒(27)、内套筒(28)、锁紧螺母(30)、连接环(31)、第一深沟球轴承(B‑1)、第二深沟球轴承(B‑2)和推力轴承(B‑3)；叶轮轮毂(7)、涡轮叶片(8)、光栅码盘(25)及叶片锁紧螺钉(9)组成涡轮，在支杆(13)的前端依次安装上模型端盖(12)、激光头支架(11)、涡轮、推力轴承挡圈(6)和推力轴承(B‑3)，激光头安装在激光头支架(11)上，用于与光栅码盘(25)配合测量涡轮的转速；再依次将第一个第二深沟球轴承(B‑2)、内套筒(28)和第二个第二深沟球轴承(B‑2)套装在支杆(13)前端上，第二个第二深沟球轴承(B‑2)位于第一个第二深沟球轴承(B‑2)的前端，内套筒(28)将第一个第二深沟球轴承(B‑2)顶住，第二个第二深沟球轴承(B‑2)将内套筒顶住，最后用锁紧螺母(30)把所述第二个第二深沟球轴承(B‑2)固定在支杆(13)上；将中套筒(27)套在内套筒(28)外部，中套筒(28)两段分别顶住所述第一个第二深沟球轴承(B‑2)和第二个第二深沟球轴承(B‑2)，外套筒(3)套在中套筒(27)的外部，外套筒(3)的两端分别安装两个第一深沟球轴承(B‑1)，第二个第一深沟球轴承(B‑1)位于第一个第一深沟球轴承(B‑1)的前端，通过螺钉将外套筒挡圈(5)固定在外套筒(3)的后端，且外套筒挡圈(5)与推力轴承(B‑3)接触，连接环(31)套在支杆 (13)最前端，并通过螺钉将连接环(31)和第二个第一深沟球轴承(B‑1)和第二个第二深沟球轴承(B‑2)固定在一起，两个第一深沟球轴承(B‑1)、两个第二深沟球轴承(B‑2)、中套筒(27)、内套筒(28)、外套筒(3)、外套筒挡圈(5)、中套筒挡圈(26)和连接环(31)形成的整体固定在支杆(13)上，并且该整体装在弹头模型尾部(2)的空腔之内，叶轮轮毂(7)、涡轮叶片(8)、光栅码盘(25)及叶片锁紧螺钉(9)组成涡轮也与弹头模型尾部(2)的空腔内壁接触，并通过销钉固定，通过螺钉将模型端盖(12)与弹头模型尾部(2)固定，使弹头模型尾部(2)的内腔形成封闭空间，弹头模型头部(1)与弹头模型尾部(2)的前端固定连接，构成整体弹头模型；步进电机(20)通过联轴器(21)与传动轴(14)连接从而输出动力，支杆(13)为管状，传动轴(14)穿过支杆(13)内部，顶到连接环(31)上；步进电机(20)装在电机座(18)内部，电机座端盖(19)将步进电机(20)封闭在电机座(18)之中。