自由飞模型舵面偏转装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及自由飞模型舵面偏转装置，包括舵面组件、转轴块、压缩弹簧、拔销以及舵偏控制块，左右两个舵面通过各自的舵轴、以及舵轴末端的凸台连接在同一个转轴块的安装孔内，并使用螺钉拧入转轴块圆孔内，固定舵面和转轴块，防止舵面脱落，舵面组件与转轴块可绕舵轴的轴线转动；转轴块上有转轴块角度控制面，转轴块有转轴块盲孔，压缩弹簧放入转轴块盲孔中，压缩弹簧一端顶在转轴块盲孔底部，另一端固定；舵偏控制块上有舵偏控制面，调节舵偏控制面的上下高度可调节舵面的舵面偏转角度，本发明专利技术自由飞模型舵面偏转装置克服了风洞自由飞模型小、机构设计难度大等问题，解决了模型在风洞自由飞无支撑过程中的舵面偏转触发及角度控制难题。

【技术实现步骤摘要】
自由飞模型舵面偏转装置
本专利技术涉及机械设计和风洞试验，尤其涉及一种自由飞模型舵面偏转装置，属于机械设计及航空航天工程领域。
技术介绍
舵面是飞行器的主要控制面，为了获得足够机动能力，大多飞行器依靠舵面偏转来提供多种控制力矩，但随着飞行速度的增加，舵偏气动效率会明显下降，直接威胁飞行器的飞行稳定性和机动性。现有的多种高超声速飞行器仍采用舵面提供控制力矩。针对高超声速飞行器舵面效率问题，现有的主要试验研究手段是采用静态测力等定常技术，此类技术虽可进行较高马赫数试验，但未考虑舵面偏转后控制与运动耦合动态问题。近年来发展起来的风洞虚拟飞行试验技术很好解决了上述缺陷，把传统风洞试验拓展到流动、飞行、控制一体化高度。但风洞虚拟飞行试验技术现有能力仅能做到亚声速。由上可知，现有技术针对超声速及高超声速飞行器的舵面控制效果问题的研究能力是有限的，而高超时舵面的控制效果恰恰是最容易出问题。因此急需一种将舵面偏转与飞行器耦合运动相结合的试验技术来研究高超声速飞行器舵面动态控制效果问题，而开发试验技术需要配套的试验装置。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种自由飞模型舵面偏转装置，该偏转装置克服了风洞自由飞模型小、机构设计难度大等问题，解决了模型在风洞自由飞无支撑过程中的舵面偏转触发及角度控制难题。本专利技术的上述目的主要是通过如下技术方案予以实现的：自由飞模型舵面偏转装置，包括舵面组件、转轴块、压缩弹簧、拔销以及舵偏控制块，其中舵面组件为两个，通过舵面转轴对称安装在转轴块上，压缩弹簧安装在转轴块内部的盲孔中，舵面控制块上开设通孔，转轴块上开设拔销孔，舵面组件处于初始偏转角度时，拔销穿过舵面控制块的通孔插入转轴块的拔销孔中，压缩弹簧处于压缩状态；拔销拔出后，转轴块在压缩弹簧推力的作用下带动舵面组件共同绕着舵面转轴的轴线转动，直到转轴块的角度控制面碰到舵偏控制块的舵偏控制面。在上述自由飞模型舵面偏转装置中，所述舵面组件包括转轴和舵面，转轴的一端与舵面固定连接，转轴的另一端形成凸台，通过所述凸台与转轴块固定连接。在上述自由飞模型舵面偏转装置中，所述凸台通过采用两个平行的平面对转轴的圆柱端进行切削形成，所述两个平行的平面与过转轴轴线的平面平行，且关于所述平面对称。在上述自由飞模型舵面偏转装置中，所述转轴块上开设贯通的转轴安装孔，且转轴安装孔的上下端面上各对称开设两个通孔，所述转轴的凸台分别从转轴安装孔的两端伸入安装孔内，并通过螺钉拧入转轴块的通孔内，实现舵面组件与转轴块的固定。在上述自由飞模型舵面偏转装置中，还包括底板，压缩弹簧一端固定在所述底板上，另一端顶在转轴块内部开设的盲孔底部，且舵偏控制块固定安装在底板上。在上述自由飞模型舵面偏转装置中，所述盲孔底部一侧的转轴块本体上开设安装孔，另一侧的转轴块本体表面上形成角度控制面，且转轴块本体开设拔销孔。在上述自由飞模型舵面偏转装置中，所述舵偏控制块为一端敞开的腔体结构，所述腔体结构的侧壁平面作为舵偏控制面，转轴块带有角度控制面的本体一端容纳在所述腔体结构中，转轴块转动时，转轴块的角度控制面与舵偏控制块的舵偏控制面接触。在上述自由飞模型舵面偏转装置中，所述舵偏控制块腔体结构的底部开设通孔，拔销穿过所述通孔插入转轴块的拔销孔中。在上述自由飞模型舵面偏转装置中，所述拔销的轴线过自由飞模型的质心；采用丝线将拔销和外部发射装置连接起来，试验开始时，自由飞模型被发射装置发射到流场中，当丝线达到其长度极限时，拔销被拔出。在上述自由飞模型舵面偏转装置中，通过调节舵偏控制面的上下高度可调节舵面组件的舵面偏转角度；通过采用不同弹力的压缩弹簧可模拟多种舵面偏转速度。本专利技术与现有技术相比具有如下有益效果：(1)、本专利技术创新设计了自由飞模型舵面偏转装置，该装置包括舵面组件、转轴块、压缩弹簧、拔销以及舵偏控制块，通过对舵面偏转装置结构的巧妙设计，克服了风洞自由飞模型小、机构设计难度大等问题，解决了模型在风洞自由飞无支撑过程中的舵面偏转触发及角度控制难题；(2)、本专利技术中舵偏角控制面可控制转轴块及舵面的偏转角度，通过调节舵偏控制面到拔销孔轴线的距离便可达到调节舵面偏角的目的，通过使用不同弹力弹簧可实现模拟不同舵偏角速度或舵偏时间的目的。(3)、本专利技术整套机构通过拔销控制，拔销拔出后压缩弹簧会推动转轴块及舵轴一起转动，左右两个舵面通过同一个转轴块连接，可保证两个舵面转动的实时同步性，从而避免左右舵偏转不同步引起的气动干扰；(4)、本专利技术拔销孔轴线过模型质心，可最大程度减小拔销动作对模型自由运动的影响。(5)、本专利技术舵面偏转后弹簧仍有部分推力，从而防止舵面在气动力作用下回偏。附图说明图1为本专利技术自由飞模型中舵面位置示意图；图2为本专利技术舵面偏转装置结构示意图；图3为本专利技术舵面组件结构示意图；图4为本专利技术转轴块结构示意图；图5为本专利技术舵偏控制块结构示意图；图6为本专利技术舵面偏转装置触发前机构示意图；图7为本专利技术舵面偏转装置触发后机构示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细的描述：如图1所示为本专利技术自由飞模型中舵面位置示意图，舵面组件1位于自由飞模型两边翼面的后段。如图2所示为本专利技术舵面偏转装置结构示意图，本专利技术舵面偏转装置包括舵面组件1、转轴块2、压缩弹簧5、拔销4、舵偏控制块3以及底板6(图2中未给出压缩弹簧5和底板6)。如图3所示为本专利技术舵面组件结构示意图，舵面组件1为两个，由图可知本专利技术舵面组件1包括转轴1-1和舵面1-3，转轴1-1的一端与舵面1-3固定连接或一体化成型，转轴1-1的另一端形成凸台1-2，通过凸台1-2与转轴块2固定连接。凸台1-2通过采用两个平行的平面对转轴1-1的圆柱端进行切削形成，两个平行的平面与过转轴1-1轴线的平面平行，且关于该平面对称，即两个平行的平面与该平面之间的距离相等。通过切削形成的凸台1-2为近似长方形凸台，该长方形凸台与转轴块2上开设的转轴安装孔2-2配合实现固定连接。如图4所示为本专利技术转轴块结构示意图，转轴块2内部开设盲孔2-5，盲孔2-5一侧的转轴块本体上开设贯通的转轴安装孔2-2，且转轴安装孔2-2的上下端面上各对称开设两个圆形通孔2-1，两个舵面组件1的转轴1-1的凸台1-2分别从转轴安装孔2-2的两端伸入安装孔2-2内，并通过螺钉拧入转轴块的通孔2-1内，实现舵面组件1与转轴块2的固定。安装孔2-2为与凸台1-2形状匹配的近似方形孔。即左右两个舵面组件1通过各自的舵轴1-1、以及舵轴1-1末端的长方形凸台1-2连接在同一个转轴块2的方孔2-2内，并使用螺钉拧入转轴块圆孔2-1内，固定舵面1和转轴块2，防止舵面1脱落，舵面组件1与转轴块2可绕舵轴1-1的轴线转动。盲孔2-5另一侧的转轴块2本体表面上形成角度控制面2-3，且转轴块2本体上开设拔销孔2-4，拔销4穿过舵面控制块3的通孔3-2插入转轴块2的拔销孔2-4中。压缩弹簧5一端固定在底板6上，另一端顶在转轴块2内部开设的盲孔2-5底部，且舵偏控制块3固定安装在底板6上。如图6所示。如图5所示为本专利技术舵偏控制块结构示意图，由图可知舵偏控制块3内部开槽，形成一端敞开的腔体结构，腔体结构的侧壁平面作为舵偏控制面3-1，转轴块2带有角度控制面2-3的本体一端容纳在该腔本文档来自技高网...

【技术保护点】
自由飞模型舵面偏转装置，其特征在于：包括舵面组件(1)、转轴块(2)、压缩弹簧(5)、拔销(4)以及舵偏控制块(3)，其中舵面组件(1)为两个，通过舵面转轴(1‑1)对称安装在转轴块(2)上，压缩弹簧(5)安装在转轴块(2)内部的盲孔(2‑5)中，舵面控制块(3)上开设通孔(3‑2)，转轴块(2)上开设拔销孔(2‑4)，舵面组件(1)处于初始偏转角度时，拔销(4)穿过舵面控制块(3)的通孔(3‑2)插入转轴块(2)的拔销孔(2‑4)中，压缩弹簧(5)处于压缩状态；拔销(4)拔出后，转轴块(2)在压缩弹簧(5)推力的作用下带动舵面组件(1)共同绕着舵面转轴(1‑1)的轴线转动，直到转轴块(2)的角度控制面(2‑3)碰到舵偏控制块(3)的舵偏控制面(3‑1)。

【技术特征摘要】
1.自由飞模型舵面偏转装置，其特征在于：包括舵面组件(1)、转轴块(2)、压缩弹簧(5)、拔销(4)以及舵偏控制块(3)，其中舵面组件(1)为两个，通过舵面转轴(1-1)对称安装在转轴块(2)上，压缩弹簧(5)安装在转轴块(2)内部的盲孔(2-5)中，舵面控制块(3)上开设通孔(3-2)，转轴块(2)上开设拔销孔(2-4)，舵面组件(1)处于初始偏转角度时，拔销(4)穿过舵面控制块(3)的通孔(3-2)插入转轴块(2)的拔销孔(2-4)中，压缩弹簧(5)处于压缩状态；拔销(4)拔出后，转轴块(2)在压缩弹簧(5)推力的作用下带动舵面组件(1)共同绕着舵面转轴(1-1)的轴线转动，直到转轴块(2)的角度控制面(2-3)碰到舵偏控制块(3)的舵偏控制面(3-1)。2.根据权利要求1所述的自由飞模型舵面偏转装置，其特征在于：所述舵面组件(1)包括转轴(1-1)和舵面(1-3)，转轴(1-1)的一端与舵面(1-3)固定连接，转轴(1-1)的另一端形成凸台(1-2)，通过所述凸台(1-2)与转轴块(2)固定连接。3.根据权利要求2所述的自由飞模型舵面偏转装置，其特征在于：所述凸台(1-2)通过采用两个平行的平面对转轴(1-1)的圆柱端进行切削形成，所述两个平行的平面与过转轴(1-1)轴线的平面平行，且关于所述平面对称。4.根据权利要求2或3所述的自由飞模型舵面偏转装置，其特征在于：所述转轴块(2)上开设贯通的转轴安装孔(2-2)，且转轴安装孔(2-2)的上下端面上各对称开设两个通孔(2-1)，所述转轴(1-1)的凸台(1-2)分别从转轴安装孔(2-2)的两端伸入安装孔(2-2)内，并通过螺钉拧入转轴块的通孔(2-1)内，...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛飞，朱剑，杨益农，王誉超，
申请(专利权)人：中国航天空气动力技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11