一种用于大型风洞柔壁喷管的出口角度调节装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及风洞喷管领域，公开了一种用于大型风洞柔壁喷管的出口角度调节装置和方法，其中所述出口角度调节装置是通过在框架与柔性壁板出口之间设置高度调节组件

【技术实现步骤摘要】
一种用于大型风洞柔壁喷管的出口角度调节装置和方法


[0001]本专利技术涉及风洞柔壁喷管控制领域，具体讲是一种用于大型风洞柔壁喷管的出口角度调节装置和方法
。

技术介绍

[0002]在风洞柔壁喷管控制领域中，为提高大型跨超声速风洞内气流速流场均匀性和气流偏角，在不同马赫数范围，需要对柔壁喷管出口角度进行精确调节
。
角度调节的同时，需要对另外两个方向进行补偿，以确保壁面高度方向不出现台阶，轴线方向不出现缝隙，以免影响流场品质
。
[0003]对于小型风洞，往往通过调整柔壁喷管出口垫板的方式，实现角度调整以及另外两个方向的补偿
。
但是大型风洞柔壁喷管，由于出口尺寸较大，调整垫板方式不仅工作量大
、
效率低，而且重复拆装容易造成连接件损坏
。
现有大型风洞柔壁喷管出口一般采用固定角度方式，通过牺牲一定流场品质方式，降低安装难度
。
[0004]而随着先进飞行器的发展，新型飞行器研发过程中对风洞尺寸和流场品质都提出了极高的要求，采用固定角度方式已经不能够满足要求
。

技术实现思路

[0005]因此，为了解决上述不足，本专利技术在此提供一种用于大型风洞柔壁喷管的出口角度调节装置和方法，其中出口角度调节装置是通过在框架与柔性壁板出口之间设置高度调节组件
、
角度调节组件和轴向调节组件，实现喷管出口柔性壁板角度调节，同时对角度调节引起的高度和轴向长度变化进行补偿，解决了喷管出口角度调节困难
、
调节效率低等问题；进而提高大型风洞柔壁喷管型面调节能力，改善风洞流场品质
。
[0006]一方面，本专利技术提供了一种用于大型风洞柔壁喷管的出口角度调节装置，包括安装在喷管出口端柔性壁板的高度调节组件，用于调节所述柔性壁板的高度，该高度调节组件的上端与喷管框架铰链连接，下端与所述柔性壁板的内壁铰链连接；角度调节组件，用于调节所述柔性壁板的倾斜角度，该角度调节组件上端与所述喷管框架铰链连接，下端与所述柔性壁板的内壁铰链连接；以及轴向调节组件，用于调节所述柔性壁板的轴向位移，该轴向调节组件上端与所述喷管框架铰链连接，下端与所述柔性壁板的内壁铰链连接；所述高度调节组件
、
角度调节组件和轴向调节组件沿柔性壁板的宽度方向布置
。
[0007]可选的，所述高度调节组件包括沿所述柔性壁板的高度方向布置的第一伸缩件，该第一伸缩件的两端分别铰链连接于所述喷管框架和所述柔性壁板的内壁
。
[0008]可选的，所述角度调节组件包括沿所述柔性壁板高度方向布置的第二伸缩件和第三伸缩件，其中第三伸缩件靠近喷管出口，所述第二伸缩件远离所述喷管出口；所述第三伸缩件的上端与所述喷管框架铰链连接，下端与第二铰链座铰链连接，
该所述第二铰链座与所述柔性壁板固定连接，所述第二铰链座具有沿柔性壁板轴向延伸的延伸部；所述第二伸缩件的上端与所述喷管框架铰链连接，下端与所述第二铰链座的延伸部铰链连接
。
[0009]可选的，所述轴向调节组件包括第四伸缩件
、
第五伸缩件和第三铰链座，所述第三铰链座沿轴向布置并与所述喷管框架固定连接，该第三铰链座的远离喷管口端具有向所述柔性壁板延伸的安装部；所述第四伸缩件沿轴向布置，一端与所述安装部铰链连接，另一端与所述柔性壁板的内壁铰链连接；所述第五伸缩件沿所述柔性壁板的高度方向布置，上端与所述第三铰链座铰链连接，下端与所述柔性壁板的内壁铰链连接
。
[0010]可选的，所述第一伸缩件
、
第二伸缩件
、
第三伸缩件
、
第四伸缩件和第五伸缩件为螺杆组件或伸缩缸
。
[0011]可选的，所述螺杆组件包括正向螺纹杆
、
反向螺纹杆和螺纹套筒，所述正向螺纹杆和反向螺纹杆分别安装于所述螺纹套筒的两端，并通过螺纹适配；在螺纹套筒的上方设置有安装于正向螺纹杆的正向锁紧螺母，在螺纹套筒的下方设置有安装于反向螺纹杆的反向锁紧螺母，通过两个锁紧螺母对螺纹套筒进行锁紧，在需要调节时，松开两个锁紧螺母，在调节完成后，通过两个锁紧螺母锁定螺纹套筒，防止其转动
。
[0012]所述正向螺纹杆与上部执行件铰链连接，所述反向螺纹杆与下部执行件铰链连接，所述上部执行件为喷管框架或第三铰链座，所述下部执行件为柔性壁板或第二铰链座
。
[0013]另一方面，本专利技术提供了一种大型风洞柔壁喷管的出口角度调节方法，通过所述一种用于大型风洞柔壁喷管的出口角度调节装置进行调节，具体调节方法包括如下步骤：根据大型风洞内的马赫数，通过角度调节组件调节位于喷管出口的柔性壁板的倾斜角度；通过高度调节组件调节所述柔性壁板的高度，该高度的值由调节所述柔性壁板倾斜角度时引起所述柔性壁板的高度变化来确定；通过轴向调节组件调节所述柔性壁板与试验段壁板之间的间隙，该间隙的值由调节所述柔性壁板倾斜角度时引起的柔性壁板与试验段壁板之间的间隙变化来确定
。
[0014]进一步的，所述角度调节组件调节柔性壁板的倾斜角度的方法包括：当需要缩小所述柔性壁板的倾斜角时，则伸长所述第二伸缩件，当需要增加所述柔性壁板的倾斜角时，则缩短所述第二伸缩件
。
[0015]进一步的，所述第二伸缩件在完成伸长后，所述柔性壁板与试验段壁板之间的间隙会变小，所述柔性壁板的高度会增大；通过伸长所述第四伸缩件来扩大柔性壁板与试验段壁板之间的间隙，并扩大至设计要求；通过缩短所述第一伸缩件
、
第三伸缩件和第五伸缩件来缩小柔性壁板的高度，并缩小至设计要求
。
[0016]进一步的，所述第二伸缩件在完成缩短后，所述柔性壁板与试验段壁板之间的间隙会变大，所述柔性壁板的高度会降低；通过缩短所述第四伸缩件来减小柔性壁板与试验段壁板之间的间隙，并减小至设
计要求；通过伸长所述第一伸缩件
、
第三伸缩件和第五伸缩件来增加柔性壁板的高度，并增加至设计要求
。
[0017]本专利技术具有如下优点：本专利技术容易实现，解决了喷管出口角度调节困难
、
调节效率低等问题；通过对喷管出口高度
、
角度
、
轴向长度三个自由度联动调节，实现精确的角度调节
。
同时，相比与单自由度的角度调节机构，避免了出口角度调节过程中引起的其他两个方向的改变，从而降低了喷管与试验段之间的阶差和间隙，有利于提高喷管型面成型效果，改善气流流场品质
。
附图说明
[0018]图1是本专利技术所述用于大型风洞柔壁喷管的出口角度调节装置安装于喷管框架和柔性壁板示意图；图2是本专利技术所述高度调节组件的结构示意图；图3是本专利技术所述角度调节组件的结构示意图图4是本专利技术所述角度调节组件中第二铰链座的结构示意图；图5是本专利技术所述轴向调节组件的立体结构示意图；图6是本专利技术所述轴向调节组件中第三铰链本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种用于大型风洞柔壁喷管的出口角度调节装置，其特征在于：包括安装在喷管出口端柔性壁板的高度调节组件，用于调节所述柔性壁板的高度，该高度调节组件的上端与喷管框架铰链连接，下端与所述柔性壁板的内壁铰链连接；角度调节组件，用于调节所述柔性壁板的倾斜角度，该角度调节组件上端与所述喷管框架铰链连接，下端与所述柔性壁板的内壁铰链连接；以及轴向调节组件，用于调节所述柔性壁板的轴向位移，该轴向调节组件上端与所述喷管框架铰链连接，下端与所述柔性壁板的内壁铰链连接；所述高度调节组件
、
角度调节组件和轴向调节组件沿柔性壁板的宽度方向布置
。2.
根据权利要求1所述一种用于大型风洞柔壁喷管的出口角度调节装置，其特征在于：所述高度调节组件包括沿所述柔性壁板的高度方向布置的第一伸缩件，该第一伸缩件的两端分别铰链连接于所述喷管框架和所述柔性壁板的内壁
。3.
根据权利要求2所述一种用于大型风洞柔壁喷管的出口角度调节装置，其特征在于：所述角度调节组件包括沿所述柔性壁板高度方向布置的第二伸缩件和第三伸缩件，其中第三伸缩件靠近喷管出口，所述第二伸缩件远离所述喷管出口；所述第三伸缩件的上端与所述喷管框架铰链连接，下端与第二铰链座铰链连接，该所述第二铰链座与所述柔性壁板固定连接，所述第二铰链座具有沿柔性壁板轴向延伸的延伸部；所述第二伸缩件的上端与所述喷管框架铰链连接，下端与所述第二铰链座的延伸部铰链连接
。4.
根据权利要求3所述一种用于大型风洞柔壁喷管的出口角度调节装置，其特征在于：所述轴向调节组件包括第四伸缩件
、
第五伸缩件和第三铰链座，所述第三铰链座沿轴向布置并与所述喷管框架固定连接，该第三铰链座的远离喷管口端具有向所述柔性壁板延伸的安装部；所述第四伸缩件沿轴向布置，一端与所述安装部铰链连接，另一端与所述柔性壁板的内壁铰链连接；所述第五伸缩件沿所述柔性壁板的高度方向布置，上端与所述第三铰链座铰链连接，下端与所述柔性壁板的内壁铰链连接
。5.
根据权利要求4所述一种用于大型风洞柔壁喷管的出口角度调节装置，其特征在于：所述第一伸缩件
、
第二伸缩件
、
第三伸缩件
、
第四伸缩件和第五伸缩件...

【专利技术属性】
技术研发人员：尉成果，阳灿，张伟，聂旭涛，
申请(专利权)人：中国空气动力研究与发展中心设备设计与测试技术研究所，
类型：发明
国别省市：