一种超声速风洞颤振试验模型插入机构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种超声速风洞颤振试验模型插入机构，包括主舱体、过渡连接段和支架；过渡连接段插入设置在风洞试验段上，主舱体与过渡连接段连接为一体，支架一端设置在风洞试验段上、一端与主舱体外表面连接用于支撑主舱体；主舱体与过渡连接段内表面上设置有导轨，导轨上设置有滑块，模型运动平台通过与滑块连接在导轨上运动；主舱体的端面设置有盖板，盖板外表面上设置有油缸，油缸的活塞杆前端与模型运动平台连接。本实用新型专利技术可以实现颤振模型的快速插入和收回，以避免模型受到风洞启动/关车时的气流冲击载荷，并可在模型发生振动发散时，及时将模型收回至安全区域。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于空气动力学风洞试验
，具体内容是一种超声速风洞颤振试验模型插入机构，属于风洞试验模型投放机构。
技术介绍
颤振是在飞机、导弹等飞行器飞行中飞行速压超过临界值后出现的一种破坏性的结构振动，它是气动力、弹性力和惯性力相互作用下的一种自激振动。飞机的颤振事故很多。世界上第一次有记载的颤振，发生在第一次世界大战初期的一架双翼轰炸机HandleyPage 上。 1947-1957 年这十年期间，仅美国军用飞机就发生 54 起颤振。所以，对于每一架新设计的飞行器，都必须在颤振方面做大量工作，以确保在飞行包线范围内不出现颤振。颤振试验的目的就是要在风洞中用动力相似模型再现颤振现象，了解飞行器的颤振特性，确定危险飞行状态下的颤振临界速压qcr（或临界速度 Vcr ）和颤振频率 fcr,为飞行器的安全飞行提供飞行包线数据。超声速风洞颤振试验是我国重要武器型号研制所急需进行的试验内容之一。由于颤振试验属于增压试验，启动压力较高，在超声速风洞启动/关车阶段的气流冲击载荷极大。而颤振试验模型一般尺度较大（长/宽1米量级，厚度10mm左右），受载容易产生弯曲、扭转变形。金属结构模型（测力模型）虽然刚性较好，变形可忽略，但是在启动/关车冲击情况下，纤薄结构变形、振动较大，有可能发生破坏，而弹性模型一般采用金属镂空工艺或金属梁架复合材料蒙皮结构，几乎不可能承受超声速风洞启动/关车阶段的冲击。因此，在超声速风洞进行颤振试验，必须借助一套模型投放机构，在风洞流场建立时再将模型投放至试验区，并在风洞关车前或模型发生振动发散时，及时将模型收回至安全区域。这是在目前技术条件下，实现超声速风洞颤振试验的最安全、有效、可行的途径。
技术实现思路
针对颤振模型无法承受超声速风洞启动/关车阶段的冲击载荷这一问题，本技术提供了一种超声速风洞颤振试验模型插入机构。本专利技术所采用的技术方案是：一种超声速风洞颤振试验模型插入机构，包括主舱体、过渡连接段和支架；所述过渡连接段插入设置在风洞试验段上，主舱体与过渡连接段连接为一体，支架一端设置在风洞试验段上、一端与主舱体外表面连接用于支撑主舱体；所述主舱体与过渡连接段内表面上设置有导轨，导轨上设置有滑块，模型运动平台通过与滑块连接在导轨上运动；所述主舱体的端面设置有盖板，盖板外表面上设置有油缸，油缸的活塞杆前端与模型运动平台连接。在上述技术方案中，所述过渡连接段的端面上设置有堵板，所述过渡连接段的内表面设置有若干硬限位挡块。在上述技术方案中，所述硬限位挡块的阻挡面为斜面。在上述技术方案中，所述模型运动平台上设置有若干硬限位挡块，且硬限位挡块的阻挡面为斜面。在上述技术方案中，所述模型运动平台上的硬限位挡块与过渡连接段上的硬限位挡块位置一一对应，且硬限位挡块上的斜面对应相配合。在上述技术方案中，所述导轨的数量为偶数，沿风洞试验段侧壁垂直方向Y向对称设置主舱体与过渡连接段内表面上。在上述技术方案中，所述主舱体外表面设置有单向活动盆式橡胶支座，所述支座与设置在地面的支撑平台连接。在上述技术方案中，所述单向活动盆式橡胶支座与风洞试验段轴线方向（X向）平行。在上述技术方案中，所述油缸缸体采用耳轴连接方式设置在盖板上，活塞杆前端采用自对中环方式与模型运动平台连接。在上述技术方案中，所述主舱体与过渡连接段一体化设置。本专利技术的有益效果是：1、在超声速风洞颤振试验过程中，可以实现颤振模型的快速插入和收回，以避免模型受到风洞启动/关车时的气流冲击载荷，并可在模型发生振动发散时，及时将模型收回至安全区域。2、在实现模型插入到位后，通过导轨、油缸及硬限位挡块的相互作用，可以尽可能地提高模型的支撑刚度。附图说明本专利技术将通过附图以及结合实施例的方式说明：图1是一种超声速风洞颤振试验模型插入机构收回状态图，图2是一种超声速风洞颤振试验模型插入机构到位状态图，图3是模型安装平台与堵板配合斜面截面图，图4是硬限位挡块配合斜面图，其中：1是风洞喷管段（或试验段），2是主舱体，3是过渡连接段，4是堵板，5是后盖板，6是油缸罩，7是油缸，8是直线导轨，9是滑块，10是模型运动平台，11是硬限位挡块，12是支撑架，13是单向活动盆式橡胶支座，14是地面支撑平台，15是颤振试验模型。具体实施方式下面结合附图通过实施例对本专利技术做进一步的说明：如图1-图4所示的超声速风洞颤振试验模型插入机构，整体安装在风洞喷管段（或试验段）上，主要由主舱体、过渡连接段、堵板、后盖板、油缸罩、油缸、直线导轨、滑块、模型运动平台、硬限位挡块、支撑架和单向活动盆式橡胶支座组成。整套机构分为主舱体和过渡连接段两个部段，其中过渡连接段可根据其它尺寸相当的风洞部段的安装接口进行重新设计加工，从而尽可能使其余部件得到再利用，避免资源浪费，若在不考虑其余场合利用的情况，可将主舱体和过渡连接段进行一体化设计。所述直线导轨为四副，沿风洞侧壁垂直方向Y向设置，上下各两幅直线导轨对称布置在主舱体和过渡连接段上下内表面上，且单副直线导轨上各安装两个滑块。所述支撑架共有八根，其中六根分别对称布置在主舱体的上侧和下侧，与喷管段（或试验段）连接，其余两根布置在主舱体的单侧，与喷管段（或试验段）连接或不安装。所述单向活动盆式橡胶支座安装在主舱体底部，并与地面支撑平台连接，对整套机构起支撑作用；单向活动盆式橡胶支座沿风洞轴线方向（X向）单向活动，可消除由于喷管段（或试验段）受气动载荷引起X向变形而导致机构与地面间相对位移的影响。所述模型运动平台的上下面分别与四副直线导轨上的八个滑块连接，可在Y向做直线运动。所述油缸缸体采用耳轴连接方式安装在后盖板上，活塞杆前端采用自对中环方式与模型运动平台连接，可有效避免因油缸轴线与直线导轨轴线的不平行而导致的运动别卡现象。所述模型运动平台在运动到位时，与堵板之间采用斜面配合方式进行接触，具体参见图3，即可保证模型安装面与堵板内侧面（洞体内侧、机构外侧）平齐，又可避免两者在接近过程中发生刮擦。所述硬限位挡块共有四对八个，每对硬限位挡块中分别有一个固定在模型运动平台，另一个则固定在过渡连接段内表面上，两者采用斜面配合方式接触，具体参见图4；上下各有两对硬限位挡块对称布置，当模型运动平台运动到位时，每对硬限位挡块相互接触，即可起到Y向限位作用，又可对模型运动平台进行竖直方向（Z向）的约束，以提高其支撑刚度。如图1所示，在上述方案的基础上，颤振试验模型安装在模型安装平台上，此时颤振试验模型处于收回状态，整体位于主舱体和过渡连接段形成的驻室内部，受不到气流冲击，风洞可以进行启动和关车。如图2所示，油缸驱动模型安装平台沿Y向向风洞喷管段（或试验段）内部运动，当模型安装平台上下面的四个硬限位挡块与各自相对应的安装在过渡连接段上下内表面的硬限位挡块相接触时，同时模型安装平台与堵板的配合斜面也相互接触，颤振试验模型处于到位状态，整体位于风洞喷管段（或试验段）内部，此时可以正式进行颤振试验的各项本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超声速风洞颤振试验模型插入机构，其特征在于包括主舱体、过渡连接段和支架；所述过渡连接段插入设置在风洞试验段上，主舱体与过渡连接段连接为一体，支架一端设置在风洞试验段上、一端与主舱体外表面连接用于支撑主舱体；所述主舱体与过渡连接段内表面上设置有导轨，导轨上设置有滑块，模型运动平台通过与滑块连接在导轨上运动；所述主舱体的端面设置有盖板，盖板外表面上设置有油缸，油缸的活塞杆前端与模型运动平台连接。

【技术特征摘要】
1.一种超声速风洞颤振试验模型插入机构，其特征在于包括主舱体、过渡连接段和支架；所述过渡连接段插入设置在风洞试验段上，主舱体与过渡连接段连接为一体，支架一端设置在风洞试验段上、一端与主舱体外表面连接用于支撑主舱体；所述主舱体与过渡连接段内表面上设置有导轨，导轨上设置有滑块，模型运动平台通过与滑块连接在导轨上运动；所述主舱体的端面设置有盖板，盖板外表面上设置有油缸，油缸的活塞杆前端与模型运动平台连接。
2.根据权利要求1所述的一种超声速风洞颤振试验模型插入机构，其特征在于所述过渡连接段的端面上设置有堵板，所述过渡连接段的内表面设置有若干硬限位挡块。
3.根据权利要求2所述的一种超声速风洞颤振试验模型插入机构，其特征在于所述硬限位挡块的阻挡面为斜面。
4.根据权利要求1所述的一种超声速风洞颤振试验模型插入机构，其特征在于所述模型运动平台上设置有若干硬限位挡块，且硬限位挡块的阻挡面为斜面...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑晓东，周洪，罗建国，余立，易凡，张林，周晓刚，杜宁，苏北辰，毛代勇，杨兴华，闫昱，杨晓娟，师建元，周波，马磊，李多，吕彬彬，景光松，邓路军，付涌，杨可朋，
申请(专利权)人：中国空气动力研究与发展中心高速空气动力研究所，
类型：新型
国别省市：四川;51