[发明专利]控制分离体模型滚转的机构

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种应用于轨迹捕获系统的控制分离体模型滚转的机构，属于试验空气动力学领域。

背景技术

轨迹捕获系统是在风洞试验中模拟飞行器级间分离，机弹、外挂物分离时分离体与母体之间相互干扰流场的风洞试验系统，在试验过程中，根据安装于分离体模型内的天平测得的气动力，解算飞行力学方程，得到分离体模型下一步的姿态和位移，计算机将命令输入到多自由度运动机构中，各运动机构根据指令完成分离体模型的位置和姿态改变。

在试验过程中分离体模型的姿态改变包括滚转角度的改变，因此在整套系统中需要一套控制导弹滚转姿态运动的机构实现模型滚转姿态的改变。但是分离体模型通常较小，考虑到风洞堵塞度以及整套运动机构对模型气动力的干扰等问题，滚转运动机构的体积要小，但是要输出满足试验要求的扭矩实现短时间内模型滚转角度的改变，同时滚转角度控制的精度要高，保证试验结果的准确性。

考虑到空间限制以及干扰等问题，目前国内的轨迹捕获系统的滚转运动机构大多采用拐接头的方式，将滚转运动机构安装在距离模型较远的位置，从而降低滚转运动机构对模型尾部流场的干扰(附图4)，但是在滚转电机带动拐接头滚转过程中，模型除滚转外出现其他方向的位移，需要对其进行补偿，才能使模型到达真实位置，损失系统的设计位移，限制了模型本身的移动范围，且带来更多误差，增加工作时间。

发明内容

本发明是提供一种应用于轨迹捕获系统的控制分离体模型滚转的机构，能够在捕获轨迹试验中，直接实现分离体模型的滚转控制，无须补偿，使模型短时间内到达试验要求的姿态。本发明的控制分离体模型滚转的机构是直接安装在分离体模型尾部(参照图3)，同时兼顾模型阻塞度、尾部流场干扰等问题，无须对滚转过程进行补偿，精度可达0.1°。

本发明的控制分离体模型滚转的机构包括：支杆、接头、套筒、驱动控制装置和尾锥，所述支杆的一端与所述接头的前端以同中心轴的方式紧固相连，其另一端用于安装天平和分离体模型，所述支杆的轴线与所述天平的中心轴线以及分离体模型的轴线在同一轴线上，所述接头以能够自由旋转的方式安装于所述套筒的前端开口处，所述接头具有后端轴，当所述接头安装在所述套筒上时，所述后端轴伸进所述套筒中，所述驱动控制装置整体安装于所述套筒内，所述驱动控制装置的驱动轴与所述后端轴紧固相连，所述驱动控制装置包括电机和与电机相连编码器，从而能够驱动所述后端轴带动所述接头和所述支杆进行旋转，所述尾锥堵塞在所述套筒的后端开口，所述套筒的下部的壁上开有上下两层走线槽，分别用于编码器线和电机线的走线，连接头以与所述套筒轴线成30度夹角设置于所述套筒前端的下部，分别经过各自的所述走线槽的所述编码器线和所述电机线以及旋转变压器线均分别经由所述连接头的单独通道与控制系统相连。

优选所述驱动控制装置包括旋转变压器、减速器、电机和编码器，所述旋转变压器通过轴承固定在所述后端轴上，所述后端轴通过联轴器与所述减速器轴相连，所述减速器通过转接套筒固定在所述套筒中，所述减速器轴与所述电机的驱动轴相连，所述电机与所述编码器相连，并且所述后端轴、所述减速器轴，所述电机的驱动轴和所述编码器的中心轴均位于所述套筒的中轴线上，所述尾锥在所述编码的后端堵塞住所述套筒。

优选所述接头与所述支杆采用胀紧连接和键连接的方式接合，以防止在旋转过程中，二者之间出现轴向和周向的位移，所述接头与所述套筒之间采用两个轴承固定，以保证所述接头能够有旋转自由度，而不存在径向和轴向位移。

优选在所述套筒的上壁的位于所述接头后端的轴承的后部的位置设有开孔，所述开孔通过盖板封堵。

优选所述盖板的厚度大于所述套筒壁的厚度，当所述盖板盖在所述开孔上时，所述盖板刚好挡在用于位于所述接头后部的轴承后端的上部。

优选所述套筒的下部的壁上开有上下两层走线槽，分别用于编码器线和电机线的走线。

优选还包括连接头，所述连接头以与所述套筒轴线成30度夹角位于所述套筒前端的下部，分别经过各自的所述走线槽的所述编码器线和所述电机线以及旋转变压器线均经由所述连接头与控制系统相连。

本发明与现有技术相比的优点如下：

1.本发明可实现在风洞轨迹捕获试验中模型滚转姿态控制，模型角度改变能够达到±360°，且堵塞度低，控制精度高，可达到0.1°，控制响应时间短，刚度高。

2.本发明将滚转机构直接安装在模型尾部驱动模型滚转，除滚转外不存在其他方向位移及角度改变，无须补偿修正，避免因修正带来的误差，机构精度高。