一种长时间高温燃气风洞变攻角运动装置制造方法及图纸

一种长时间高温燃气风洞变攻角运动装置，通过防热方案的合理布局有效解决大型燃气流风洞试验时在长时间、高温、大热流恶劣热环境下具有高可靠性的大攻角变化范围、高精度、高承力载荷的可变攻角机构设计的难题，主要包括底托架、俯仰平台、液压油缸、电控系统，通过独特的盒式框架底托架和两端承力及底部辅助俯仰平台结构，满足了对飞行器模型试验条件时的高承力特性要求，能够实现液压缸在0～30

【技术实现步骤摘要】
一种长时间高温燃气风洞变攻角运动装置


[0001]本专利技术涉及一种长时间高温燃气风洞变攻角运动装置，属于风洞试验设计领域。

技术介绍

[0002]高温燃气流超声速热结构风洞主要用于模拟一定高度下飞行器的气动热、气动力等性能。200MW燃气流风洞是国内唯一可开展百兆瓦级千秒级防隔热模拟实验，进行热防护系统部段级结构整体或局部1:1防热方案热结构、热匹配、热密封试验考核，为新一代武器系统防热系统方案地面试验验证提供技术支持。
[0003]飞行器模型在进行热考核试验时为了更好的模拟飞行环境，经常需要在试验过程中进行考核状态的多台阶在线调节。使用200MW燃气流风洞系统进行舱段、舵翼等结构件考核试验时通常采用改变模型与来流攻角的方式实现热环境的改变，从而实现模型热流、压力等参数试验过程中的在线调节。燃气流试验时存在着严重气动加热环境，在如此苛刻的热环境条件下设计出可靠有效的可变攻角机构是很大的一个难题。

技术实现思路

[0004]本专利技术解决的技术问题是：针对目前现有技术中，在指定热环境条件下难以设计可靠有效可变攻角机构的问题，提出了一种长时间高温燃气风洞变攻角运动装置。
[0005]本专利技术解决上述技术问题是通过如下技术方案予以实现的：
[0006]一种长时间高温燃气风洞变攻角运动装置，包括底托架、俯仰平台、液压油缸、电控系统，变攻角运动装置设置于工作平台上，底托架通过T型螺栓与工作平台固定连接，俯仰平台与液压油缸安装于底托架上，分别通过航空插头、液压快装接头与外部电源、液压油源连接，所述电控系统用于对俯仰平台、液压油缸进行控制。
[0007]所述俯仰平台采用盒式框架结构，当需要进行攻角调节时，通过电控系统接收外部控制指令，电控系统控制液压油缸推动俯仰平台进行指定角度范围内的攻角变化调节。
[0008]所述俯仰平台包括纵向连接板、横向连接框，横向连接框数量为4个，横向连接框用于提升俯仰平台及变攻角运动装置的结构刚度，纵向连接框用于增加结构纵向刚度及实现攻角的变化调节。
[0009]所述俯仰平台通过由液压油缸组成的液压系统进行供油驱动，液压油缸数量为2个，互为备用，当电控系统接收到外部控制指令后，驱动液压系统进行俯仰平台变幅驱动，若任意液压油缸故障，则通过单液压油缸进行供油。
[0010]所述液压系统中，任意液压油缸均能倍增供油流量，液压系统中设置有辅助缸，配合双液压油缸进行供油驱动。
[0011]所述变攻角运动装置搭建完毕后需进行结构受力情况分析，具体步骤如下：
[0012](1)液压缸结构受力分析；
[0013](2)俯仰平台应力及变形分析；
[0014](3)液压缸稳定性计算。
[0015]所述步骤(1)中，根据俯仰平台变幅范围判断与液压缸输出力的关系，对变攻角运动装置的驱动设置进行确定。
[0016]所述液压系统中，液压油缸包括油源及液压缸，通过管路进行连接，连接长度根据试验需求确定，管路端头采用快换接头，并通过球头密封结构进行密封。
[0017]所述电控系统采用西门子S300，安装于外部标准机柜中。
[0018]所述变攻角运动装置中，俯仰平台、液压油缸、电控系统间通过高温线缆连接，并通过设置隔热棉、加装盖板封闭、铺设石棉布进行隔热防护。
[0019]本专利技术与现有技术相比的优点在于：
[0020](1)本专利技术提供的一种长时间高温燃气风洞变攻角运动装置，通过独特的盒式框架底托架和两端承力及底部辅助俯仰平台结构，满足了对飞行器模型试验条件时的高承力特性要求，同时使用了双缸、辅助缸实现动力冗余的液压系统以及双侧控制反馈及单侧备份电控系统设计，实现液压缸在0～30
°
范围内任意位置可靠锁定；实现俯仰平台平稳变幅，无冲击现象；正常工作时两侧油缸驱动平台变幅，极端情况下能实现单侧油缸实现变幅，切实保证试验正常进行。控制系统可实现向双动力缸和辅助缸供油驱动俯仰平台的变幅操作，提高了系统稳定性，确保试验正常进行；
[0021](2)本专利技术采用模型攻角调节机构的局部具体热防护技术，对模型攻角调节机构的不同部分使用不同的热防护措施，能够用于长时间、高温、大热流的恶劣热环境，以满足整体攻角运动装置能适应多种热环境的需求。
附图说明
[0022]图1为专利技术提供的攻角调节机构示意图；
[0023]图2为专利技术提供的攻角调节机构30
°
角示意图；
[0024]图3为专利技术提供的30
°
时平台受力情况示意图；
[0025]图4为专利技术提供的30
°
模型约束及负荷分布示意图一；
[0026]图5为专利技术提供的30
°
模型约束及负荷分布示意图二；
[0027]图6为专利技术提供的30
°
模型变形量示意图；
[0028]图7为专利技术提供的30
°
模型安全系数示意图；
[0029]图8为专利技术提供的液压原理示意图；
[0030]图9为专利技术提供的动力缸结构示意图；
[0031]图10为专利技术提供的辅助缸结构示意图；
[0032]图11为专利技术提供的俯仰平台受力计算结果示意图；
[0033]图12为专利技术提供的各类材料柔性系数参数示意图；
具体实施方式
[0034]一种长时间高温燃气风洞变攻角运动装置，通过防热方案的合理布局有效解决大型燃气流风洞试验时在长时间、高温、大热流恶劣热环境下具有高可靠性的大攻角变化范围、高精度、高承力载荷的可变攻角机构设计的难题，主要包括底托架、俯仰平台、液压油缸、电控系统，其中：
[0035]变攻角运动装置设置于工作平台上，底托架通过T型螺栓与工作平台固定连接，俯
仰平台与液压油缸安装于底托架上，分别通过航空插头、液压快装接头与外部电源、液压油源连接，所述电控系统用于对俯仰平台、液压油缸进行控制。
[0036]俯仰平台采用盒式框架结构，当需要进行攻角调节时，通过电控系统接收外部控制指令，电控系统控制液压油缸推动俯仰平台进行指定角度范围内的攻角变化调节；俯仰平台包括纵向连接板、横向连接框，横向连接框数量为4个，横向连接框用于提升俯仰平台及变攻角运动装置的结构刚度，纵向连接框用于增加结构纵向刚度及实现攻角的变化调节。
[0037]俯仰平台通过由液压油缸组成的液压系统进行供油驱动，液压油缸数量为2个，互为备用，当电控系统接收到外部控制指令后，驱动液压系统进行俯仰平台变幅驱动，若任意液压油缸故障，则通过单液压油缸进行供油。
[0038]液压系统中，任意液压油缸均能倍增供油流量，液压系统中设置有辅助缸，配合双液压油缸进行供油驱动。
[0039]变攻角运动装置搭建完毕后需进行结构受力情况分析，具体步骤如下：
[0040](1)液压缸结构受力分析，其中，根据俯仰平台变幅范围判断与液压缸输出力的关系，对变攻角运动装置的驱动设置进行确定；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种长时间高温燃气风洞变攻角运动装置，其特征在于：包括底托架、俯仰平台、液压油缸、电控系统，变攻角运动装置设置于工作平台上，底托架通过T型螺栓与工作平台固定连接，俯仰平台与液压油缸安装于底托架上，分别通过航空插头、液压快装接头与外部电源、液压油源连接，所述电控系统用于对俯仰平台、液压油缸进行控制。2.根据权利要求1所述的一种长时间高温燃气风洞变攻角运动装置，其特征在于：所述俯仰平台采用盒式框架结构，当需要进行攻角调节时，通过电控系统接收外部控制指令，电控系统控制液压油缸推动俯仰平台进行指定角度范围内的攻角变化调节。3.根据权利要求2所述的一种长时间高温燃气风洞变攻角运动装置，其特征在于：所述俯仰平台包括纵向连接板、横向连接框，横向连接框数量为4个，横向连接框用于提升俯仰平台及变攻角运动装置的结构刚度，纵向连接框用于增加结构纵向刚度及实现攻角的变化调节。4.根据权利要求3所述的一种长时间高温燃气风洞变攻角运动装置，其特征在于：所述俯仰平台通过由液压油缸组成的液压系统进行供油驱动，液压油缸数量为2个，互为备用，当电控系统接收到外部控制指令后，驱动液压系统进行俯仰平台变幅驱动，若任意液压油缸故障，则通过单液压油缸进行供油。5.根据权利要求4所述的一种长时间高温燃气...

【专利技术属性】
技术研发人员：王彪，赵玲，张凯，李文浩，邹样辉，田宁，那伟，周永鑫，曹知红，黄凯，陈卫国，宋文潇，张春伟，李红亮，李彦良，姜一通，韩梦阳，岳晖，夏吝时，费一尘，张喦，毕琛，徐秀明，杨宁，匙华，孙波，吴荣富，
申请(专利权)人：北京航天长征飞行器研究所，
类型：发明
国别省市：