[发明专利]高超声速脉冲风洞四自由度模型姿态调整装置

说明书

技术领域

本发明涉及风洞领域，特别地，涉及一种高超声速脉冲风洞四自由度模型姿态调整装置。

背景技术

高超声速脉冲风洞广泛的应用于导弹、高超声速飞行器、空天飞机的模型实验，是航空航天领域内非常重要的地面试验设备。

参加图1，高超声速脉冲风洞一般包括喷管1、与喷管1相通的实验舱2、与实验舱2相通的扩压器3及与扩压器连通的真空罐或引射器4；其中，实验舱2是高超声速脉冲风洞的实验模型场所，实验模型5和模型姿态调整装置6安装在实验舱2内，实验模型5的各种姿态变化通过模型姿态调整装置6的动作来实现。一般可以实现实验模型5的攻角、侧滑角的变化，复杂的还可以模拟滚转角的变化。攻角、侧滑角是高超声速脉冲风洞中实验模型5经常需要变化的两个自由度，主要模拟飞行器在空中的姿态变化。

但目前的模型姿态调整装置6采用电动机或液压等机构和控制系统来调节实验模型5的攻角、侧滑角，这种结构的模型姿态调整装置6结构复杂，使用和操作都不方便；并且故障率较高，生产成本和维护、维修费用都很高。

发明内容

本发明目的在于提供一种结构简单且操作方便的高超声速脉冲风洞四自由度模型姿态调整装置。

为实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种高超声速脉冲风洞四自由度模型姿态调整装置，包括固定底板、设置在固定底板上且可沿固定底板轴向滑动的水平位移调整机构、设置在水平位移调整机构上端的可在竖直方向上移动的竖直位移调整机构、设置在竖直位移调整机构上端随竖直位移调整机构在竖直方向上下运动的且可在竖直方向上旋转的攻角位移调整机构、设置在攻角位移调整机构上端的可水平旋转的侧滑角位移调整机构；侧滑角位移调整机构的上端用于固定模型；其中

水平位移调整机构包括第一驱动装置及由第一驱动装置驱动的沿固定底板上轴向滑动的移动平板；

竖直位移调整机构包括设置在第二驱动装置、竖直固定在移动平板上的导轨固定架及由第二驱动装置驱动的在竖直方向上下运动的滑块；

攻角位移调整机构包括随滑块上下运动的攻角旋转轴及绕攻角旋转轴转动的攻角旋转板；

侧滑角位移调整机构包括插入攻角旋转板内且可在攻角旋转板上转动的侧滑角旋转轴及随侧滑角旋转轴转动的侧滑角旋转板。

进一步地，固定底板的上表面轴向设有多条平行的水平导轨。

进一步地，水平位移调整机构还包括四个水平滑块，水平滑块分别固定在移动平板底面的四个边角上，水平滑块可移动地安装在水平导轨上。

进一步地，第一驱动装置包括液压泵、由液压泵驱动的液压油缸及安装在液压油缸内的活塞杆，固定底板与液压油缸固定连接，移动平板与活塞杆铰接。

进一步地，第二驱动装置包括设置在导轨固定架两端的第一液压油缸和第二液压油缸；第一液压油缸的活塞杆驱动滑块沿导轨固定架上下运动；第二液压油缸的活塞杆上铰接攻角滑块。

进一步地，导轨固定架包括相对设置的第一导轨固定架和第二导轨固定架；第一导轨固定架和第二导轨固定架上分别设有竖直导轨，滑块包括沿第一导轨固定架的竖直导轨滑动的第一滑块和沿第二导轨固定架的竖直导轨滑动的第二滑块。

进一步地，第一滑块和第二滑块通过连接板连接。

进一步地，攻角旋转板的底面沿轴向设有攻角导轨；当攻角旋转板转动时，攻角滑块沿攻角导轨滑动。

进一步地，侧滑角旋转板上设有圆环通槽，侧滑角旋转板与攻角旋转板的连接螺栓安装在圆环通槽内。

进一步地，侧滑角位移调整机构还包括固定在侧滑角旋转板上的侧滑角旋转杆，侧滑角旋转杆的顶部固定连接模型支撑杆，模型固定在模型支撑杆上。

本发明具有以下有益效果：

根据本发明的高超声速脉冲风洞四自由度模型姿态调整装置，通过水平位移调整机构调节模型的水平位移，通过竖直位移调整机构调节模型的竖直方向位移，通过攻角位移调整机构调节模型的攻角，通过侧滑角位移调整机构调节模型的侧滑角，从而实现模型的四自由度姿态调整；本发明的模型姿态调整装置采用自下而上的积木式设计，自下而上依次为水平位移调整机构、竖直位移调整机构、攻角位移调整机构、侧滑角位移调整机构，这种结构设计使得各调整机构之间相对比较独立，相互之间干扰少，结构简单、操作方便；

这种结构的模型姿态调整装置加工、维修、维护方便，没有复杂的控制单元，发生故障的几率较低。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。