[发明专利]一种三声速风洞试验段扩开角调节机构

说明书

技术领域

本发明涉及一种三声速风洞试验段扩开角调节机构。

背景技术

试验段是风洞中模拟飞行流场，进行模型空气动力学试验的部件，是整个风洞的核心。常规三声速风洞试验段为闭口试验段，试验段与前端喷管光滑连接，为满足试验要求，试验段流场均匀性要求很高。气流在试验段流动过程中，沿壁面的边界层逐渐增厚，使气流的有效位流截面逐渐减小，因而引起沿试验段轴向马赫数逐渐降低和静压升高，影响流场均匀性。国内外使用经验表明，不同风洞实际使用的壁板扩开角不相同，在同一座风洞试验段中，不同试验马赫数，最佳壁板扩开角也不同。因此一般三声速风洞试验段两侧壁为固定平行壁，而试验段上下壁的是可调节的，根据风洞流场校测结果确定试验段上下壁扩开角的使用值。目前所有三声速风洞调节片扩开角度均不超过1.5°。

目前国内三声速风洞试验段扩开角调节机构通常都采用转轴型式，即调节片与试验段连接处设置转轴，通过转轴转动，产生一定的扩开角，转轴型式试验段扩开角调节机构由于转轴尺寸受结构限制，扩开时角度转折明显，同时长时间使用后，调节片与铰链连接位置由于磨损出现缝隙，在超声速条件会产生膨胀或压缩波，对流场均匀性影响较大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种光滑过渡效果好、无接缝的三声速风洞试验段扩开角调节机构。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种三声速风洞试验段扩开角调节机构，沿三声速风洞试验段轴线水平面，上、下对称各布置一套扩开角调节机构，每套扩开角调节机构均包括调节片和提升机构，调节片又包括连接段、变角度段和刚性段；

连接段的一端与所述三声速风洞试验段固定连接，连接段的另一端通过变角度段与刚性段连接为一体，提升机构与刚性段的远离变角度段的一端连接用于提升所述调节片。

提升机构通过铰链结构与所述刚性段连接。

变角度段包括薄弹性板、前铰链座、后铰链座和铰链。

前铰链座的底部与连接段固定连接，后铰链座的底部与刚性段固定连接，薄弹性板的两端分别连接刚性段和连接段，前铰链座和后铰链座之间通过铰链连接在一起。

薄弹性板、刚性段和连接段一体成型。

本发明与现有技术相比的有益效果是：

（1）本发明中弹性板拥有较大长度，弹性变形时角度变化平滑，对气流均匀性影响较小。

（2）调节片整体制作，弹性板与调节片为一整体，仅厚度较薄，不存在接缝，在超声速条件下不会产生膨胀波或压缩波。

具体实施方式

如图1所示，本发明提供了一种三声速风洞试验段扩开角调节机构，沿三声速风洞试验段轴线水平面，上、下对称各布置一套扩开角调节机构，每套扩开角调节机构均包括调节片1和提升机构2，调节片1又包括连接段11、变角度段12和刚性段13。图中3表示气流方向。

连接段11的一端与所述三声速风洞试验段固定连接，连接段11的另一端通过变角度段12与刚性段13连接为一体，提升机构2与刚性段13的远离变角度段12的一端连接用于提升所述调节片1。提升机构2通过铰链结构与所述刚性段13连接。

如图2所示，变角度段12包括薄弹性板121、前铰链座122、后铰链座123和铰链124；前铰链座122的底部与连接段11固定连接，后铰链座123的底部与刚性段13固定连接，薄弹性板121的两端分别连接刚性段13和连接段11，前铰链座122和后铰链座123之间通过铰链124连接在一起。扩开角调节机构处于零扩开位置时（即调节片1处于水平状态时）铰链124与竖直方向夹角为3～5度。

薄弹性板121、刚性段13和连接段11一体成型。调节片1为整块钢板加工，在变角度段12减薄壁厚变为弹性板，在连接段11和刚性段13上布置加强筋，使其具有一定的刚性，这样当提升机构2带动调节片1向上移动时，仅薄弹性板121发生变形。为避免因重力或气流压力导致薄弹性板121变形，在薄弹性板121上方设置了铰链将刚性段13和连接段11在一起，由铰链轴承受重力和气流压力载荷，在扩开角调节机构处于零扩开位置时铰链124与竖直方向夹角为3～5度，防止扩开角调节过程中卡死。

提升机构2通过连杆穿过试验段壳体，与调节片1提升点连接，连杆与试验段壳体采用一定的动密封措施。由于调节片扩开时轴向存在位移，连杆与铰链之间需要设置铰链。