一种并联级间分离全自由飞风洞试验装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种并联级间分离全自由飞风洞试验装置，包括一级模型、二级模型，上支杆、下支杆、拔销，转轴，上固定钉、下固定钉，上弹簧、下弹簧；上、下弹簧分别套在上、下固定钉上，上、下固定钉沿模型质心穿过一级模型及二级模型，一端与模型上的定位盲孔配合，沿轴向固定，另一端设有通孔，拔销和上、下支杆套在转轴上，可以绕转轴旋转，安装时，拔销一端插入上、下固定钉通孔中，上、下弹簧处于压缩状态，上、下支杆顶在两级模型之间，分离时，拔销受到外力牵引，迅速拔出，两级模型被解锁，上、下支杆继续支撑一级模型和二级模型，防止两个模型相对位置突变。本发明专利技术可保证一级二级模型进行分离时能够快速有效、无干扰的进行分离。

A parallel stage separation fully free flying wind tunnel test device

The invention discloses a parallel stage separation free flight wind tunnel test device, including a model, two level model, the upper and lower supporting rods, pull pin, shaft, fixed nail, nail, the upper spring and the lower spring; the upper and lower springs are respectively sheathed on the upper and lower fixed nail, nail fixed up and down along the model through a centroid model and two stage model, and the model of the positioning blind hole end, along the axial fixed, the other end is provided with a through hole, pull the pin and the upper and lower supporting rods sheathed on the rotating shaft can rotate around the shaft installation, pull pin end insert the upper and lower through holes in the nail, and the spring is compressed, upper and lower supporting rods between the two level model, separation, pull pin traction by external force, quickly pulled out, the two level model is unlocked, upper and lower supporting rods to support a model and two stage model To prevent the relative position mutation of the two models. The invention can ensure that the first level two stage model can be separated quickly, effectively and without interference.

【技术实现步骤摘要】
一种并联级间分离全自由飞风洞试验装置
本专利技术涉及风洞试验模型支撑及发射投放，尤其涉及一种并联级间分离全自由飞风洞试验装置，属于航空航天工程领域。
技术介绍
模型自由飞风洞试验是一种常用的研究飞行器动态气动特性的研究方法，同样可用于飞行器多体干扰方面的研究。试验的基本方法是风洞流场稳定之后将模型逆气流方向高速弹出，模型短时间内会在风洞中自由飞行，检验多级飞行器分离的安全性，同时使用高速摄影通过观察窗对模型进行拍摄，可获得飞行器模型自由飞的姿态轨迹，后期经过数据处理便可得出飞行器的动态气动参数。通常意义的级间分离包括串联级间分离和并联级间分离。串联级间分离是指一级、二级分离体位置基本延飞行器飞行方向，通俗讲飞行器进行分离时其分离体一前一后分布；并联级间分离是指一级、二级分离体相对于飞行方向呈对称分布，分离体一上一下或一左一右。串联级间分离一级二级前后分布，二者接触便可基本保证分离的安全，两级的相互接触保证了飞行器分离前质心处在模型实体的包络中，便于试验时分离机构的设计加工及安装。而并联级间分离由于头部气动力的压紧作用，二者接触时很难保证安全分离，往往需要先保持一定的距离再进行两级间分离。由于两级质量相当，两级间存在的一定距离往往导致分离前飞行器的质心位于两者的缝隙区内，没有模型实体作为支撑来设计安装分离机构，这对于并联级间分离的型号以及风洞试验都带来了很大的技术难题。一级二级模型在进行分离前需作为一个刚性整体存在，不能有相对运动的自由度存在，这就要求模型固定机构必须能牢牢固定住，而在进行分离时，模型整体处于自由状态，解锁动作需要自身完成，并且解锁动作要迅速有效，且不能对模型姿态产生影响，同时风洞试验模型往往较小，众多难题叠加在一起使得并联级间分离全自由飞风洞试验技术的实现变得更加困难。串联级间分离全自由飞风洞试验技术较为成熟，而并联级间分离全自由飞风洞试验技术因上述难题的存在而难以实现。随着空天飞行器等一批新型号研究进程的推进，并联级间分离的总体优越性体现出来，配套的试验技术必须得到提升，因此解决这一难题变得迫在眉睫。
技术实现思路
本专利技术的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种并联级间分离全自由飞风洞试验装置，既可保证一级二级分离前的相对位置及姿态固定，又可保证一级二级模型进行分离时能够快速有效、无干扰的进行分离，满足试验需求。本专利技术的技术解决方案是：一种并联级间分离全自由飞风洞试验装置，其特征在于包括一级模型、二级模型、上支杆、下支杆、拔销、转轴、上固定钉、下固定钉、上弹簧、下弹簧；上弹簧和下弹簧分别套在上固定钉及下固定钉上，上固定钉和下固定钉分别沿质心穿过一级模型及二级模型，一端通过定位凸台与二级模型和一级模型上的定位盲孔配合，沿轴向固定，另一端设有通孔，拔销、下支杆、上支杆套在转轴上，可以绕转轴旋转，安装时，拔销一端插入上固定钉和下固定钉通孔中将两者连接在一起，上弹簧和下弹簧处于压缩状态，上支杆顶在二级模型底面、下支杆顶在二级模型顶面，上支杆和下支杆分别与一级模型和二级模型质心连线形成一定夹角，用于压紧拔销，分离时，拔销受到外力牵引，迅速从上固定钉和下固定钉通孔中拔出，一级模型及二级模型被解锁，上支杆和下支杆与一级模型和二级模型质心连线平行，防止解锁时一级模型、二级模型相对位置的改变。所述一定角度的范围为3～5°。所述二级模型上设有上固定钉通孔、上弹簧盲孔，二者共轴，且轴线过一级模型和二级模型的质心，在上弹簧盲孔一端设有二级定位盲孔，用于上固定钉沿轴向限位，二级定位盲孔为矩形盲孔，穿过上弹簧盲孔轴线中心，二级定位盲孔底面与上弹簧盲孔轴向垂直。所述上固定钉通孔靠近一级模型的一侧端部还设有锲形二级支撑盲孔，二级支撑盲孔底面与上弹簧盲孔轴向垂直、二级支撑盲孔侧面与轴向平行。所述一级模型上设有下固定钉通孔、下弹簧盲孔，二者共轴，且轴线过一级模型和二级模型的质心，在下弹簧盲孔一端设有一级定位盲孔，用于下固定钉沿轴向限位，一级定位盲孔为矩形盲孔，穿过下弹簧盲孔轴线中心，一级定位盲孔底面与下弹簧盲孔轴向垂直。所述下固定钉通孔靠近一级模型的一侧端部还设有锲形一级支撑盲孔，一级支撑盲孔底面与下弹簧盲孔轴向垂直、一级支撑盲孔侧面与轴向平行。所述拔销上设有拔销圆环外圆，拔销圆环外圆中心设有拔销转轴孔，安装时拔销线孔穿过转轴中。上支杆包括第一上支杆平面、第二上支杆平面、上支撑杆，第一上支杆平面、第二上支杆平面中心均设有上支杆转轴孔，边缘焊接在上支撑杆两侧，第一上支杆平面、第二上支杆平面相互平行，上支杆转轴孔对齐在一条轴线上。下支杆包括第一下支杆平面、第二下支杆平面、下支撑杆，第一下支杆平面、第二下支杆平面中心均设有下支杆转轴孔，边缘焊接在下支撑杆两侧，第一下支杆平面、第二下支杆平面相互平行，下支杆转轴孔在一条轴线上。所述拔销圆环外圆穿过转轴位于第一上支杆平面、第二上支杆平面之间，绕转轴转动；第一上支杆平面、第二上支杆平面穿过转轴，位于第一下支杆平面、第二下支杆平面之间，绕转轴转动。本专利技术与现有技术相比的有益效果是：(1)、本专利技术通过两套固定钉及弹簧、以及固定钉上的各固定面及限位面进行连接将解锁机构与模型支撑机构设计在一起，既保证一级二级模型在分离前，作为一个刚性整体在风洞流场中短暂运动，并能经受的住风洞气流载荷的作用，在需要进行一级二级分离时，一级二级模型能够快速的释放全部6个自由度，实现风洞试验与真实飞行器运动一致的效果，从而可以使用风洞自由飞试验技术研究不同初始条件对并联级间分离安全性影响。；(2)、本专利技术通过上、下支杆平面与轴线呈微小夹角、调节拔销插入的深度，既可防止试验中拔销的意外拔出而导致试验失败，又可保证解锁时，一级二级的相对位置及姿态保持不变，进一步消除解锁固定装置带来的干扰，使试验效果更加真实可靠、可信度更高；保证支撑机构在模型解锁后再解除约束，防止因解锁而引起的模型姿态改变；(3)、本专利技术将解锁机构与模型支撑机构设计在一起，可把保证当模型解锁时拔销和支撑装置可顺着拔销线迅速远离试验模型，防止解锁机构及支撑机构留在流场中从而干扰一级二级的自由运动；(4)、本专利技术有效模型解锁机构与模型支撑机构利用此间隙可快速撤出模型流场区域，防止了解锁装置对分离运动干扰的产生，变废为宝，使一级二级模型初始分离时存在的间隙带来的不利影响变有利。附图说明图1为本专利技术所述的一级二级分离前整体轴测图；图2为本专利技术所述的一级二级分离前整体俯视图；图3为本专利技术所述的一级二级分离前整体侧视图；图4为本专利技术所述的一级二级固定及解锁装置示意图；图5为本专利技术所述的一级二级解锁零部件示意图；图6为本专利技术所述的一级二级解锁后整体侧视图；图7为本专利技术所述的二级固定钉安装孔位置示意图；图8为本专利技术所述的拔销细节详细示意图；图8(a)为本专利技术拔销正视图；图8(b)为本专利技术拔销轴测图；图8(c)为本专利技术拔销俯视图；图8(d)为本专利技术拔销侧视图；图9为本专利技术所述的上支杆细节详细示意图；图9(a)为本专利技术上支杆正视图；图9(b)为本专利技术上支杆轴测图；图9(c)为本专利技术上支杆俯视图；图9(d)为本专利技术上支杆侧视图；图10为本专利技术所述的下支杆细节详细示意图；图10(a)为本专利技术下支杆正视图；图10(b)为本专利技术下支杆轴测图；图10(c)为本专利技术下本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种并联级间分离全自由飞风洞试验装置，其特征在于包括一级模型(1)、二级模型(2)、上支杆(8)、下支杆(9)、拔销(10)、转轴(11)、上固定钉(5)、下固定钉(6)、上弹簧(4)、下弹簧(7)；上弹簧(4)和下弹簧(7)分别套在上固定钉(5)及下固定钉上(6)，上固定钉(5)和下固定钉(6)分别沿质心穿过一级模型(1)及二级模型(2)，一端通过定位凸台与二级模型(2)和一级模型(1)上的定位盲孔配合，沿轴向固定，另一端设有通孔，拔销(10)、下支杆(9)、上支杆(9)套在转轴(11)上，可以绕转轴(11)旋转，安装时，拔销(10)一端插入上固定钉(5)和下固定钉(6)通孔中将两者连接在一起，上弹簧(4)和下弹簧(7)处于压缩状态，上支杆(8)顶在二级模型(2)底面、下支杆(9)顶在二级模型(2)顶面，上支杆(8)和下支杆(9)分别与一级模型(1)和二级模型(2)质心连线形成一定夹角，用于压紧拔销(10)，分离时，拔销(10)受到外力牵引，迅速从上固定钉(5)和下固定钉(6)通孔中拔出，一级模型(1)及二级模型(2)被解锁，上支杆(8)和下支杆(9)与一级模型(1)和二级模型(2)质心连线平行，防止解锁时一级模型(1)、二级模型(2)相对位置的改变。...

【技术特征摘要】
1.一种并联级间分离全自由飞风洞试验装置，其特征在于包括一级模型(1)、二级模型(2)、上支杆(8)、下支杆(9)、拔销(10)、转轴(11)、上固定钉(5)、下固定钉(6)、上弹簧(4)、下弹簧(7)；上弹簧(4)和下弹簧(7)分别套在上固定钉(5)及下固定钉上(6)，上固定钉(5)和下固定钉(6)分别沿质心穿过一级模型(1)及二级模型(2)，一端通过定位凸台与二级模型(2)和一级模型(1)上的定位盲孔配合，沿轴向固定，另一端设有通孔，拔销(10)、下支杆(9)、上支杆(9)套在转轴(11)上，可以绕转轴(11)旋转，安装时，拔销(10)一端插入上固定钉(5)和下固定钉(6)通孔中将两者连接在一起，上弹簧(4)和下弹簧(7)处于压缩状态，上支杆(8)顶在二级模型(2)底面、下支杆(9)顶在二级模型(2)顶面，上支杆(8)和下支杆(9)分别与一级模型(1)和二级模型(2)质心连线形成一定夹角，用于压紧拔销(10)，分离时，拔销(10)受到外力牵引，迅速从上固定钉(5)和下固定钉(6)通孔中拔出，一级模型(1)及二级模型(2)被解锁，上支杆(8)和下支杆(9)与一级模型(1)和二级模型(2)质心连线平行，防止解锁时一级模型(1)、二级模型(2)相对位置的改变。2.根据权利要求1所述的一种并联级间分离全自由飞风洞试验装置，其特征在于所述一定角度的范围为3～5°。3.根据权利要求1所述的一种并联级间分离全自由飞风洞试验装置，其特征在于所述二级模型(2)上设有上固定钉通孔(2-3)、上弹簧盲孔(2-2)，二者共轴，且轴线过一级模型(1)和二级模型(2)的质心，在上弹簧盲孔(2-2)一端设有二级定位盲孔(2-1)，用于上固定钉(5)沿轴向限位，二级定位盲孔(2-1)为矩形盲孔，穿过上弹簧盲孔(2-2)轴线中心，二级定位盲孔(2-1)底面与上弹簧盲孔(2-2)轴向垂直。4.根据权利要求1所述的一种并联级间分离全自由飞风洞试验装置，其特征在于所述上固定钉通孔(2-3)靠近一级模型(1)的一侧端部还设有锲形二级支撑盲孔(2-4)，二级支撑盲孔(2-4)底面与上弹簧盲孔(2-2)轴向垂直、二级支撑盲孔(2-4)侧面(2-5)与轴向平行。5.根据权利要求1所述的一种并联级间分离全自由飞风洞试...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛飞，王誉超，杨益农，蒋增辉，
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