本发明专利技术公开了一种高速风洞强迫摇滚试验装置。该试验装置包括顺序连接的电机段、减速器段和支杆段三个台阶圆柱段；电机段的伺服电机、减速器段的减速器和支杆段的摇滚轴位于同一中心轴线上；伺服电机的输出轴通过电机联轴节与减速器输入端连接，减速器输出端通过摇滚轴联轴节与摇滚轴连接；伺服电机外套装有电机支架，减速器外套装有减速器支架，摇滚轴外套装有支杆，电机支架、减速器支架和支杆之间采用螺钉和柱销Ⅰ定位连接；摇滚轴前端安装有滚针轴承，后端安装有球轴承。该试验装置利用伺服电机通过减速器放大力矩控制摇滚轴带动试验模型滚转，研究飞行器动态摇滚特性，进而指导飞行器的外形优化设计和飞行控制鲁棒性设计。计。计。
【技术实现步骤摘要】
一种高速风洞强迫摇滚试验装置
[0001]本专利技术属于高速风洞试验
，具体涉及一种高速风洞强迫摇滚试验装置。
技术介绍
[0002]飞行器在飞行过程中由于空气绕流的各种非定常、非对称现象会对飞行器的滚转特性造成显著影响，即使是滚转静稳定的飞行器也可能存在动不稳定的情况，严重情况可能产生滚转发散，直接威胁飞行安全。目前的常规测力风洞试验只能得到滚转静导数或气动刚度导数，滚转动导数试验可以进一步获得滚转动导数或气动阻尼导数，然而这两种试验方式均无法反应飞行器在做中等以上角度极限环振动等运动时的动态摇滚气动特性，亦无法反应飞行器实际飞行过程中大角度快速摇滚运动时带来的动态迟滞等动态气动现象，对飞行器气动布局的滚转稳定性分析和动态气动特性评估工作具有技术缺失。
[0003]当前，亟需发展一种高速风洞强迫摇滚试验装置。
技术实现思路
[0004]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种高速风洞强迫摇滚试验装置。
[0005]本专利技术的高速风洞强迫摇滚试验装置，其特点是，所述的试验装置为管段连接结构，包括从后至前顺序连接的电机段、减速器段和支杆段三个台阶圆柱段，电机段、减速器段和支杆段的外径逐渐减小；电机段的后段连接风洞的拐臂支撑，支杆段的前段连接天平；
[0006]电机段的伺服电机、减速器段的减速器和支杆段的摇滚轴位于同一中心轴线上；伺服电机的输出轴通过电机联轴节与减速器输入端连接并通过电机键周向定位，减速器输出端通过摇滚轴联轴节与摇滚轴连接并通过摇滚轴键周向定位；
[0007]伺服电机外套装有电机支架，减速器外套装有减速器支架，摇滚轴外套装有支杆，电机支架、减速器支架和支杆之间采用螺钉和柱销Ⅰ定位连接；
[0008]摇滚轴的后端安装有通过轴套隔开的串列的两个球轴承，末端的球轴承通过支杆内部台阶面、轴承挡圈、轴承端盖定位和压紧；摇滚轴的前端安装有滚针轴承，滚针轴承通过滚针轴承挡圈、周向分布的沉头螺钉和柱销Ⅱ定位和压紧；轴承挡圈与滚针轴承共同实现摇滚轴的轴向定位。
[0009]进一步地，所述的电机支架上安装有用于固定伺服电机的电机支架连接筋。
[0010]进一步地，所述的电机支架的后段为圆锥段，圆锥段通过电机支架键定位并固定连接风洞的拐臂支撑。
[0011]进一步地，所述的减速器支架上安装有用于固定减速器的减速器支架连接筋。
[0012]进一步地，所述的轴承挡圈设置有内螺纹，与摇滚轴对应位置的外螺纹相匹配，通过螺纹连接固定并定位球轴承。
[0013]进一步地，所述的摇滚轴前段为内锥，内锥的锥面与天平的尾锥相匹配。
[0014]本专利技术的高速风洞强迫摇滚试验装置在风洞试验过程中，利用伺服电机通过减速器放大力矩控制摇滚轴，从而确保试验模型在风洞启动和关车时不受乱流影响，同时实现
不同摇滚振幅和频率的摇滚简谐振动或其他摇滚运动姿态，利用伺服电机自带编码器实时反馈模型的滚转角，利用天平测量试验模型不同试验条件下的动态气动力，从而研究飞行器大角度快速摇滚运动时带来的动态迟滞等动态摇滚特性，进而指导飞行器的外形优化设计和飞行控制鲁棒性设计。
[0015]本专利技术的高速风洞强迫摇滚试验装置的外形与高速风洞常规试验的尾支杆相似，对高速风洞流场的支撑干扰形式相同，利于开展静动态风洞试验对比研究。
[0016]本专利技术的高速风洞强迫摇滚试验装置的天平可以利用常规风洞试验的五分量天平(无轴向力元)，试验装置装配完成后即可作为整体结构使用、储存，使用时通过拐臂支撑安装在原有的风洞弯刀机构上，无需改造风洞结构，安装便捷，经济性好。
[0017]综上所述，本专利技术的高速风洞强迫摇滚试验装置能够用来开展飞行器的高速风洞强迫摇滚试验，评估飞行器高速飞行时在不同迎角下的动态摇滚特性，进而指导飞行器的外形优化设计和飞行控制鲁棒性设计。
附图说明
[0018]图1为本专利技术的高速风洞强迫摇滚试验装置的结构示意图。
[0019]图2为本专利技术的高速风洞强迫摇滚试验装置在风洞试验中的实施例示意图。
[0020]图中，1.电机支架 2.电机支架键 3.电机支架连接筋 4.伺服电机 5.电机键 6.螺钉 7.柱销
Ⅰꢀ
8.电机联轴节 9.减速器支架连接筋 10.减速器 11.减速器支架 12.摇滚轴联轴节 13.摇滚轴键 14.轴承端盖 15.轴承挡圈 16.轴套 17.支杆 18.球轴承 19.摇滚轴 20.滚针轴承 21.滚针轴承挡圈 22.沉头螺钉 23.柱销
Ⅱꢀ
24.天平 25.试验模型 26.天平拉紧螺母 27.拐臂支撑 28.拉紧螺母 29.风洞弯刀机构。
具体实施方式
[0021]下面结合附图和实施例详细说明本专利技术。
[0022]如图1所示，本专利技术的高速风洞强迫摇滚试验装置为管段连接结构，包括从后至前顺序连接的电机段、减速器段和支杆段三个台阶圆柱段，电机段、减速器段和支杆段的外径逐渐减小；电机段的后段连接风洞的拐臂支撑27，支杆段的前段连接天平24；
[0023]电机段的伺服电机4、减速器段的减速器10和支杆段的摇滚轴19位于同一中心轴线上；伺服电机4的输出轴通过电机联轴节8与减速器10输入端连接并通过电机键5周向定位，减速器10输出端通过摇滚轴联轴节12与摇滚轴19连接并通过摇滚轴键13周向定位；
[0024]伺服电机4外套装有电机支架1，减速器10外套装有减速器支架11，摇滚轴19外套装有支杆17，电机支架1、减速器支架11和支杆17之间采用螺钉6和柱销Ⅰ7定位连接；
[0025]摇滚轴19的后端安装有通过轴套16隔开的串列的两个球轴承18，末端的球轴承18通过支杆17内部台阶面、轴承挡圈15、轴承端盖14定位和压紧；摇滚轴19的前端安装有滚针轴承20，滚针轴承20通过滚针轴承挡圈21、周向分布的沉头螺钉22和柱销Ⅱ23定位和压紧；轴承挡圈15与滚针轴承20共同实现摇滚轴19的轴向定位。
[0026]进一步地，所述的电机支架1上安装有用于固定伺服电机4的电机支架连接筋3。
[0027]进一步地，所述的电机支架1的后段为圆锥段，圆锥段通过电机支架键2定位并固定连接风洞的拐臂支撑27。
[0028]进一步地，所述的减速器支架11上安装有用于固定减速器10的减速器支架连接筋9。
[0029]进一步地，所述的轴承挡圈15设置有内螺纹，与摇滚轴19对应位置的外螺纹相匹配，通过螺纹连接固定并定位球轴承18。
[0030]进一步地，所述的摇滚轴19前段为内锥，内锥的锥面与天平24的尾锥相匹配。
[0031]实施例1
[0032]本实施例的高速风洞强迫摇滚试验装置在零部件组装时采用分段组装的方式，首先分别安装好支杆17、减速器支架11和电机支架1三个部段，接着将这三个部段通过螺钉6和柱销Ⅰ7定位连接。三个部段外形均为圆柱状，为了方便减速器10的安装，在减速器支架11的上方和下方各安装一个可拆卸的减速器支架连接筋9，本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种高速风洞强迫摇滚试验装置，其特征在于，所述的试验装置为管段连接结构，包括从后至前顺序连接的电机段、减速器段和支杆段三个台阶圆柱段，电机段、减速器段和支杆段的外径逐渐减小；电机段的后段连接风洞的拐臂支撑(27)，支杆段的前段连接天平(24)；电机段的伺服电机(4)、减速器段的减速器(10)和支杆段的摇滚轴(19)位于同一中心轴线上；伺服电机(4)的输出轴通过电机联轴节(8)与减速器(10)输入端连接并通过电机键(5)周向定位，减速器(10)输出端通过摇滚轴联轴节(12)与摇滚轴(19)连接并通过摇滚轴键(13)周向定位；伺服电机(4)外套装有电机支架(1)，减速器(10)外套装有减速器支架(11)，摇滚轴(19)外套装有支杆(17)，电机支架(1)、减速器支架(11)和支杆(17)之间采用螺钉(6)和柱销Ⅰ(7)定位连接；摇滚轴(19)的后端安装有通过轴套(16)隔开的串列的两个球轴承(18)，末端的球轴承(18)通过支杆(17)内部台阶面、轴承挡圈(15)、轴承端盖(14)定位和压紧；摇滚轴(19)的前端安装有滚针轴...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵忠良，马上，李玉平，杨海泳，李浩，陶洋，李阳，王晓冰，李乾，陈建中，
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：发明
国别省市：
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