冰晶撞击试验用的竖式高速弹射装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种冰晶撞击试验用的竖式高速弹射装置，其包括有喷射管(1)、上端组件(2)、下端组件(3)、步进电机(4)和弹射角度调节件(5)；喷射管(1)安装在弹射角度调节件(5)上，喷射管(1)的上部是上端组件(2)，喷射管(1)的下部是下端组件(3)。竖式高速弹射装置是一种能够观测到冰晶物体与撞击面板(300C)高速撞击现象的科研装置。竖式高速弹射装置能够在－30℃低温环境下，在撞击距离小于等于500mm内，实现冰晶物体定向的高速运动，最终与撞击面板(300C)发生撞击，且撞击角度为10度～90度范围内可调。内可调。内可调。

【技术实现步骤摘要】
冰晶撞击试验用的竖式高速弹射装置


[0001]本专利技术涉及一种冰晶撞击实验台，更特别地说，是指一种冰晶撞击试验用的竖式高速弹射装置。

技术介绍

[0002]飞机结冰是威胁飞行安全的严重问题之一，结冰导致的飞行事故时有发生。结冰是云层中含有的冰晶或过冷水滴(温度低于0℃仍保持液态)撞击到飞机部件表面而产生的积冰现象。
[0003]上世纪90年代初开始有关高空冰晶引发的商用飞机发动机失效事件就引起了人们的关注。Mason对1990年到2006年的240起结冰事故进行了总结，其中有62起是由于冰晶结冰引起的涡扇发动机的动力损失。自此有关冰晶结冰的研究也开始逐渐展开。2011年NASA梳理了发动机高冰－水含量(High Ice
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water Content，HIWC)条件下的结冰研究框架并开展相关研究。2012年欧盟成立了高空冰晶(High Altitude Ice Crystals，HAIC)研究项目。2014年美国联邦航空规章FAR25－140和33－34号修正案将过冷大水滴和冰晶适航纳入其中。
[0004]目前，冰晶撞击实验台中针对冰晶结冰计算的关键技术问题则是冰晶撞击表面特性的定性计量问题。冰晶撞击试验能够进行冰晶结冰环境或冰晶及液态水的混合相结冰环境下，是否得到冰晶的运动以及撞击表面特性的有效参数，是为后续冰晶结冰以及混合相结冰计算提供基础的。

技术实现思路

[0005]为了观测到冰晶撞击时的高速撞击现象，本专利技术设计了一种冰晶撞击试验用的竖式高速弹射装置。该装置要求低温环境(－30℃)下，在较短的距离(不大于500mm)内，实现冰晶定向的高速运动(100m/s以上，其相当于要求加速度在1000G以上)，最终与撞击面板发生撞击，且撞击角度(10度～90度)可根据要求可调。
[0006]本专利技术的一种冰晶撞击试验用的竖式高速弹射装置，其特征在于：竖式高速弹射装置包括有喷射管(1)、上端组件(2)、下端组件(3)、步进电机(4)和弹射角度调节件(5)；
[0007]喷射管(1)的中心是气流通道(1B)，喷射管(1)的下端设有阵列排布的泄压通孔(1A)；
[0008]喷射管(1)的上端螺纹连接在下管接头(2G)的BA螺纹孔(2G1)中；
[0009]喷射管(1)的下端螺纹连接在下端连接件(3A)的CA螺纹孔(3A2)中；
[0010]上端组件(2)由上管接头(2A)、锁紧件(2B)、载体(2C)、十字挡片(2D)、圆环垫片(2E)、限位件(2F)和下管接头(2G)构成；圆环垫片(2E)的外壁上设有外螺纹；
[0011]上管接头(2A)的中心是BA中心通孔(2A1)，上管接头(2A)的一端设有BA沉头腔(2A2)；所述BA沉头腔(2A2)的内壁上设有内螺纹；
[0012]锁紧件(2B)的中心是BB中心通孔(2B5)，所述BB中心通孔(2B5)的一端是BA沉头
孔，所述BB中心通孔(2B5)的另一端是载体仓(2B4)，BA沉头孔与载体仓(2B4)之间有一内挡板(2B6)；锁紧件(2B)的另一端设有BA外螺纹段(2B3)和BB沉头腔(2B2)；所述BB沉头腔(2B2)的内壁上设有内螺纹；
[0013]限位件(2F)的中心是BC中心通孔(2F1)，限位件(2F)的一端设有BC沉头腔(2F2)；所述BC沉头腔(2F2)的内壁上设有内螺纹；
[0014]下管接头(2G)的中心是BA螺纹孔(2G1)，下管接头(2G)的的另一端设有BB外螺纹段(2G3)和BD沉头腔(2G2)；
[0015]下端组件(3)由下端连接件(3A)、弹簧上压板(3B)、弹簧(3C)、弹簧柱(3E)和弹簧下压板(3D)构成；
[0016]下端连接件(3A)的中心是CA中心通孔(3A2)，所述CA中心通孔(3A2)的一端是CA螺纹孔(3A4)，所述CA中心通孔(3A2)的另一端是下空腔(3A5)，CA螺纹孔(3A4)与下空腔(3A5)之间是隔板(3A3)；下空腔(3A5)内用于放置预紧弹簧件；下端连接件(3A)的圆柱体上开有圆环面通孔(3A1)；
[0017]弹簧上压板(3B)上设有CB中心通孔(3B 1)和CA通孔(3B2)，CA通孔(3B2)用于弹簧柱(3E)的末端穿过；穿过CA通孔(3B2)的弹簧柱(3E)再套接上弹簧(3C)，最后置于弹簧下压板(3D)的CB通孔(3D2)中；
[0018]弹簧下压板(3D)上设有冰晶出口(3D 1)和CB通孔(3D2)，CB通孔(3D2)用于放置弹簧柱(3E)的末端；
[0019]下端组件(3)的装配为：将弹簧柱(3E)的末端穿过弹簧上压板(3B)的CA通孔(3B2)，然后套接上弹簧(3C)，最后将弹簧柱(3E)的末端置于弹簧下压板(3D)的CB通孔(3D2)中；采用相同方式将其余三组弹簧进行组合安装在弹簧上压板(3B)与弹簧下压板(3D)之间，构成了预紧弹簧件；将预紧弹簧件置于下端连接件(3A)的下空腔(3A5)中，通过螺钉将下端连接件(3A)的下端与弹簧下压板(3D)进行固定；
[0020]弹射角度调节件(5)为一体成型结构件；弹射角度调节件(5)上设有用于安装喷射管(1)的第一安装体(5A)和用于与步进电机(4)的电机输出轴连接的第二安装体(5B)；第一安装体(5A)与第二安装体(5B)垂直分布；
[0021]第一安装体(5A)上设有圆孔(5A2)和螺纹孔(5A1)；所述圆孔(5A2)用于喷射管(1)的下端穿过；所述螺纹孔(5A1)内用于放置螺钉，通过螺钉顶紧喷射管(1)的管体达到将喷射管(1)与第一安装体(5A)的固定连接；
[0022]第二安装体(5B)上用的键槽式通孔(5B 1)，所述键槽式通孔(5B 1)用于放置步进电机(4)的电机输出轴，且通过将键置于所述键槽式通孔(5B 1)中达到将步进电机(4)的电机输出轴与第二安装体(5B)的固定连接；步进电机(4)固定在电机安装座(4A)上，电机安装座(4A)安装在框架结构体(100)的竖梁(100B)上；
[0023]撞击结构体(300)由滑台(300A)和撞击箱(300B)组成，撞击箱(300B)固定在滑台(300A)上，滑台(300A)安装在框架结构体(100)的横梁(100A)上，当滑台(300A)滑动到合适位置后通过紧顶螺钉将其固定在横梁(100A)上；
[0024]撞击箱(300B)的上部是撞击面板(300C)。
[0025]本专利技术冰晶撞击试验用的竖式高速弹射装置的优点在于：
[0026]①
能自由地控制实验条件，根据需要控制冰晶粒子温度、撞击速度和角度的功能
[0027]②
可以更换撞击面材料，研究冰晶粒子撞击固体平面、超疏水表面、液膜表面等不同撞击对象时的实验现象
[0028]③
由于撞击面在水平面内，重力对于表面影响较小，可以生成稳定且可测的薄液膜，用于观测冰晶粒子撞击液膜的试验特性
附图说明
[0029]图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种冰晶撞击试验用的竖式高速弹射装置，其特征在于：竖式高速弹射装置包括有喷射管(1)、上端组件(2)、下端组件(3)、步进电机(4)和弹射角度调节件(5)；喷射管(1)的中心是气流通道(1B)，喷射管(1)的下端设有阵列排布的泄压通孔(1A)；喷射管(1)的上端螺纹连接在下管接头(2G)的BA螺纹孔(2G1)中；喷射管(1)的下端螺纹连接在下端连接件(3A)的CA螺纹孔(3A2)中；上端组件(2)由上管接头(2A)、锁紧件(2B)、载体(2C)、十字挡片(2D)、圆环垫片(2E)、限位件(2F)和下管接头(2G)构成；圆环垫片(2E)的外壁上设有外螺纹；上管接头(2A)的中心是BA中心通孔(2A1)，上管接头(2A)的一端设有BA沉头腔(2A2)；所述BA沉头腔(2A2)的内壁上设有内螺纹；锁紧件(2B)的中心是BB中心通孔(2B5)，所述BB中心通孔(2B5)的一端是BA沉头孔，所述BB中心通孔(2B5)的另一端是载体仓(2B4)，BA沉头孔与载体仓(2B4)之间有一内挡板(2B6)；锁紧件(2B)的另一端设有BA外螺纹段(2B3)和BB沉头腔(2B2)；所述BB沉头腔(2B2)的内壁上设有内螺纹；限位件(2F)的中心是BC中心通孔(2F1)，限位件(2F)的一端设有BC沉头腔(2F2)；所述BC沉头腔(2F2)的内壁上设有内螺纹；下管接头(2G)的中心是BA螺纹孔(2G1)，下管接头(2G)的的另一端设有BB外螺纹段(2G3)和BD沉头腔(2G2)；下端组件(3)由下端连接件(3A)、弹簧上压板(3B)、弹簧(3C)、弹簧柱(3E)和弹簧下压板(3D)构成；下端连接件(3A)的中心是CA中心通孔(3A2)，所述CA中心通孔(3A2)的一端是CA螺纹孔(3A4)，所述CA中心通孔(3A2)的另一端是下空腔(3A5)，CA螺纹孔(3A4)与下空腔(3A5)之间是隔板(3A3)；下空腔(3A5) 内用于放置预紧弹簧件；下端连接件(3A)的圆柱体上开有圆环面通孔(3A1)；弹簧上压板(3B)上设有CB中心通孔(3B1)和CA通孔(3B2)，CA通孔(3B2)用于弹簧柱(3E)的末端穿过；穿过CA通孔(3B2)的弹簧柱(3E)再套接上弹簧(3C)，最后置于弹簧下压板(3D)的CB通孔(3D2)中；弹簧下压板(3D)上设有冰晶出口(3D1)和CB通孔(3D2)，CB通孔(3D2)用于放置弹簧柱(3E)的末端；下端组件(3)的装配为：将弹簧柱(3E)的末端穿过弹簧上压板(3B)的CA通孔(3B2)，然后套接上弹簧(3C)，最后将弹簧柱(3E)的末端置于弹簧下压板(3D)的CB通孔(3D2)中；采用相同方式将其余三组弹簧进行组合安装在弹簧上压板(3B)与弹簧下压板(3D)之间，构成了预紧弹簧件；将预紧弹簧件置于下端连接件(3A)的下空腔(3A5)中，通过螺钉将下端连接件(3A)的下端与弹簧下压板(3D)进行固定；弹射角度调节件(5)为一体成型结构件；弹射角度调节件(5)上设有用于安装喷射管(1)的第一安装体(5A)和用于与步进电机(4)的电机输出轴连接的第二安装体(5B)；第一安装体(5A)与第二安装体(5B)垂直分布；第一安装体(5A)上设有圆孔(5A2)和螺纹孔(5A1)；所述圆孔(5A2)用于喷射管(1)的下端穿过；所述螺纹孔(5A1)内用于放置螺钉，通过螺钉顶紧喷射管(1)的管体达到将喷射管(1)与第一安装体(5A)的固定连接；
第二安装体(5B)上用的键槽式通孔(5B1)，所述键槽式通孔(5B1)用于放置步...

【专利技术属性】
技术研发人员：卜雪琴，黄平，林贵平，郁嘉，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：