一种针对3～4mm缝隙内舵轴热流测量装置，涉及航天气动热烧蚀试验领域；包括舵体、热流测量环、舵基板、底套、螺帽和连杆；其中，舵基板为水平放置的矩形板状结构；舵基板中部设置有通孔；舵体竖直安装在舵基板的上表面；连杆轴向竖直固定安装在舵体的底部；连杆从上至下竖直穿过舵基板；热流测量环套装在连杆的外壁；热流测量环固定安装在舵基板的上表面，且热流测量环设置在舵体于舵基板的连接处；底套安装在舵基板的下表面，且底套套装在连杆的外壁；螺帽套装在连杆的下部；本发明专利技术解决了舵轴气动热烧蚀试验中针对3～4mm缝隙内舵轴冷壁热流的测量问题。
A Heat Flow Measuring Device for 3-4mm Gap Inner Rudder Axis
【技术实现步骤摘要】
一种针对3-4mm缝隙内舵轴热流测量装置
本专利技术涉及一种航天气动热烧蚀试验领域，特别是一种针对3-4mm缝隙内舵轴热流测量装置。
技术介绍
导弹在大气层中高速飞行时，经受严重气动加热，作为弹体上的重要局部件，舵同样要承受剧烈的气动加热，尤其是舵轴部分，因此，舵轴部分的气动热环境的测量至关重要。为了对导弹飞行方向的有效控制，舵经常会处于摆动状态，舵底面与基板之间要留有一定量的缝隙，然而，如果缝隙过大，其缝隙内舵的下底面和与其对应的舵基板会产生较大的热辐射现象，因此，为了解决上述问题，结合工程上的经验，通常舵轴处的缝隙厚度为3～4mm。在电弧风洞中进行气动热试验时，由于舵轴处缝隙较小，仅能使用塞式量热计测量舵轴上的冷壁热流，考虑到舵轴处热流较高，对塞式量热计直径和高度均有要求。结合塞式量热计测量原理，最小可使用直径为φ3mm、高为5mm的塞块，同时塞块要放在四周厚为1mm、底部厚为1.5mm的圆柱隔热槽内，这样塞式量热计最小直径为φ5mm，高度为6.5mm。而舵轴缝隙仅仅3～4mm，如果在此缝隙内直接加工上述安装塞式量热计的孔势必会破坏缝隙内的外部形状；目前没有相关技术能够解决电弧风洞中对缝隙内舵轴冷壁热流测试难题。
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，提供一种针对3～4mm缝隙内舵轴热流测量装置，解决了舵轴气动热烧蚀试验中针对3～4mm缝隙内舵轴冷壁热流的测量问题。本专利技术的上述目的是通过如下技术方案予以实现的：一种针对3～4mm缝隙内舵轴热流测量装置，包括舵体、热流测量环、舵基板、底套、螺帽和连杆；其中，舵基板为水平放置的矩形板状结构；舵基板中部设置有通孔；舵体竖直安装在舵基板的上表面；连杆轴向竖直固定安装在舵体的底部；连杆从上至下竖直穿过舵基板；热流测量环套装在连杆的外壁；热流测量环固定安装在舵基板的上表面，且热流测量环设置在舵体于舵基板的连接处；底套安装在舵基板的下表面，且底套套装在连杆的外壁；螺帽套装在连杆的下部。在上述的一种针对3～4mm缝隙内舵轴热流测量装置，所述舵体为截面为三角形或矩形或梯形的板状结构。在上述的一种针对3～4mm缝隙内舵轴热流测量装置，所述舵基板与连杆为间隙配合。在上述的一种针对3～4mm缝隙内舵轴热流测量装置，所述热流测量环为环状结构，热流测量环的半环侧壁均匀安装n个热流传感器；n为正整数，且10≤n≤15。在上述的一种针对3～4mm缝隙内舵轴热流测量装置，螺帽与连杆为螺纹配合，通过旋转螺帽，实现对舵体与舵基板之间的间距调整；舵体与舵基板的间距为3-4mm；n个热流传感器水平环向位于舵体与舵基板的间距之间。在上述的一种针对3～4mm缝隙内舵轴热流测量装置，所述热流测量环轴向厚度为5-5.2mm；热流测量环的径向壁厚为6.5-6.7mm。在上述的一种针对3～4mm缝隙内舵轴热流测量装置，所述热流传感器为塞式量热计；热流传感器内部的竖直放置有量热块；量热块采用紫铜材料；量热块为圆柱体结构；量热块直径为3mm；量热块轴向长度为5mm。在上述的一种针对3～4mm缝隙内舵轴热流测量装置，量热块外部套装有隔热套，隔热套轴向长度为6.5mm；隔热套壁厚为2mm；量热块轴向底端与K型热电偶连通；K型热电偶量程为0-1300℃。在上述的一种针对3～4mm缝隙内舵轴热流测量装置，所述连杆外壁与舵基板通孔内壁间距为5-8mm，实现K型热电偶走线。在上述的一种针对3～4mm缝隙内舵轴热流测量装置，通过旋转连杆带动舵体绕轴向相对于舵基板旋转；热流测量环相对于舵基板固定不动，实现对舵体在不同舵偏上热流分布的测量。本专利技术与现有技术相比具有如下优点：(1)本专利技术实现了在不破坏舵轴缝隙内外形的条件下解决了电弧风洞气动热烧蚀试验中3～4mm缝隙内舵轴冷壁热流测量问题，(2)本专利技术在舵底面和舵基板上表面采用凹槽将热流测试圆环卡在其中，并在舵基板和底套侧面部分掏孔实现热电偶从中引出，从而得到更好的保护；(3)本专利技术在舵的连杆与底套上通过销钉及底套下部螺帽实现舵的定位，从而测量不同舵偏在舵轴上热流分布。附图说明图1为本专利技术热流测量装置示意图。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：本专利技术提供一种针对3～4mm缝隙内舵轴热流测量装置，确保了在较大热气流压力下舵轴的稳定，从而，在不破坏缝隙内舵轴附近流场通道外形的情况下可以测量舵轴上的热流分布。如图1所示为热流测量装置示意图，由图可知，一种针对3～4mm缝隙内舵轴热流测量装置，包括舵体1、热流测量环2、舵基板3、底套4、螺帽5和连杆6；其中，舵基板3为水平放置的矩形板状结构；舵基板3中部设置有通孔；舵体1竖直安装在舵基板3的上表面；连杆6轴向竖直固定安装在舵体1的底部；连杆6从上至下竖直穿过舵基板3；且舵基板3与连杆6为间隙配合；连杆6外壁与舵基板3通孔内壁间距为5-8mm，实现K型热电偶走线。热流测量环2套装在连杆6的外壁；热流测量环2固定安装在舵基板3的上表面，且热流测量环2设置在舵体1于舵基板3的连接处；底套4安装在舵基板3的下表面，且底套4套装在连杆6的外壁；螺帽5套装在连杆6的下部。其中，舵体1为截面为三角形或矩形或梯形的板状结构。热流测量环2为环状结构，热流测量环2轴向厚度为5-5.2mm；热流测量环2的径向壁厚为6.5-6.7mm。热流测量环2的半环侧壁均匀安装n个热流传感器7；n为正整数，且10≤n≤15。螺帽5与连杆6为螺纹配合，通过旋转螺帽5，实现对舵体1与舵基板3之间的间距调整；舵体1与舵基板3的间距为3-4mm；n个热流传感器7水平环向位于舵体1与舵基板3的间距之间。在连杆6周围舵体1底面上设有深为2.5mm的环形凹槽，其内外直径与热流测量环2相当。同样，舵基板3上面的环形凹槽与舵体1底面的相当，同时，垂直流场直径方向上设置两固定螺钉孔，这样，热流测量环2可以牢固嵌在两凹槽内，并保持缝隙3～4mm。舵基板3凹槽内设置布线孔，保证热电偶线布线，在舵基板3后部同样有布线孔，用于舵体内热电偶线的布线，孔的大小根据线的数量决定。底套4上表面均匀布置四个开孔槽，用于热电偶独立走线，同时，在底套4上表面有四个定位孔用于将底套4固定在舵基板3上，在底套4下部侧面设置销钉孔，用于固定舵体1位置，底套4下部的螺帽进一步确保舵体的稳定。热流传感器7为塞式量热计；热流传感器7内部的竖直放置有量热块；量热块采用紫铜材料；量热块为圆柱体结构；量热块直径为3mm；量热块轴向长度为5mm。量热块外部套装有隔热套，隔热套轴向长度为6.5mm；隔热套壁厚为2mm；量热块轴向底端与K型热电偶连通；K型热电偶量程为0-1300℃。底套4靠近舵基板3下表面附近留有豁口用于走线，其侧面有圆孔用于安装销钉，并与螺帽配合确保舵稳定。通过旋转连杆6带动舵体1绕轴向相对于舵基板3旋转；热流测量环2相对于舵基板3固定不动，实现对舵体1在不同舵偏上热流分布的测量。本专利技术说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种针对3～4mm缝隙内舵轴热流测量装置，其特征在于：包括舵体(1)、热流测量环(2)、舵基板(3)、底套(4)、螺帽(5)和连杆(6)；其中，舵基板(3)为水平放置的矩形板状结构；舵基板(3)中部设置有通孔；舵体(1)竖直安装在舵基板(3)的上表面；连杆(6)轴向竖直固定安装在舵体(1)的底部；连杆(6)从上至下竖直穿过舵基板(3)；热流测量环(2)套装在连杆(6)的外壁；热流测量环(2)固定安装在舵基板(3)的上表面，且热流测量环(2)设置在舵体(1)于舵基板(3)的连接处；底套(4)安装在舵基板(3)的下表面，且底套(4)套装在连杆(6)的外壁；螺帽(5)套装在连杆(6)的下部。
【技术特征摘要】
1.一种针对3～4mm缝隙内舵轴热流测量装置，其特征在于：包括舵体(1)、热流测量环(2)、舵基板(3)、底套(4)、螺帽(5)和连杆(6)；其中，舵基板(3)为水平放置的矩形板状结构；舵基板(3)中部设置有通孔；舵体(1)竖直安装在舵基板(3)的上表面；连杆(6)轴向竖直固定安装在舵体(1)的底部；连杆(6)从上至下竖直穿过舵基板(3)；热流测量环(2)套装在连杆(6)的外壁；热流测量环(2)固定安装在舵基板(3)的上表面，且热流测量环(2)设置在舵体(1)于舵基板(3)的连接处；底套(4)安装在舵基板(3)的下表面，且底套(4)套装在连杆(6)的外壁；螺帽(5)套装在连杆(6)的下部。2.根据权利要求1所述的一种针对3～4mm缝隙内舵轴热流测量装置，其特征在于：所述舵体(1)为截面为三角形或矩形或梯形的板状结构。3.根据权利要求2所述的一种针对3～4mm缝隙内舵轴热流测量装置，其特征在于：所述舵基板(3)与连杆(6)为间隙配合。4.根据权利要求3所述的一种针对3～4mm缝隙内舵轴热流测量装置，其特征在于：所述热流测量环(2)为环状结构，热流测量环(2)的半环侧壁均匀安装n个热流传感器(7)；n为正整数，且10≤n≤15。5.根据权利要求4所述的一种针对3～4mm缝隙内舵轴热流测量装置，其特征在于：螺帽(5)与连杆(6)为螺纹配合，通过旋转螺帽(5...
【专利技术属性】
技术研发人员：许考，谢旭，朱晓军，欧东斌，
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
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。