[发明专利]自由飞模型舵面偏转装置

说明书

本发明涉及自由飞模型舵面偏转装置，包括舵面组件、转轴块、压缩弹簧、拔销以及舵偏控制块，左右两个舵面通过各自的舵轴、以及舵轴末端的凸台连接在同一个转轴块的安装孔内，并使用螺钉拧入转轴块圆孔内，固定舵面和转轴块，防止舵面脱落，舵面组件与转轴块可绕舵轴的轴线转动；转轴块上有转轴块角度控制面，转轴块有转轴块盲孔，压缩弹簧放入转轴块盲孔中，压缩弹簧一端顶在转轴块盲孔底部，另一端固定；舵偏控制块上有舵偏控制面，调节舵偏控制面的上下高度可调节舵面的舵面偏转角度，本发明自由飞模型舵面偏转装置克服了风洞自由飞模型小、机构设计难度大等问题，解决了模型在风洞自由飞无支撑过程中的舵面偏转触发及角度控制难题。

技术领域

本发明涉及机械设计和风洞试验，尤其涉及一种自由飞模型舵面偏转装置，属于机械设计及航空航天工程领域。

背景技术

舵面是飞行器的主要控制面，为了获得足够机动能力，大多飞行器依靠舵面偏转来提供多种控制力矩，但随着飞行速度的增加，舵偏气动效率会明显下降，直接威胁飞行器的飞行稳定性和机动性。

现有的多种高超声速飞行器仍采用舵面提供控制力矩。针对高超声速飞行器舵面效率问题，现有的主要试验研究手段是采用静态测力等定常技术，此类技术虽可进行较高马赫数试验，但未考虑舵面偏转后控制与运动耦合动态问题。近年来发展起来的风洞虚拟飞行试验技术很好解决了上述缺陷，把传统风洞试验拓展到流动、飞行、控制一体化高度。但风洞虚拟飞行试验技术现有能力仅能做到亚声速。由上可知，现有技术针对超声速及高超声速飞行器的舵面控制效果问题的研究能力是有限的，而高超时舵面的控制效果恰恰是最容易出问题。因此急需一种将舵面偏转与飞行器耦合运动相结合的试验技术来研究高超声速飞行器舵面动态控制效果问题，而开发试验技术需要配套的试验装置。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种自由飞模型舵面偏转装置，该偏转装置克服了风洞自由飞模型小、机构设计难度大等问题，解决了模型在风洞自由飞无支撑过程中的舵面偏转触发及角度控制难题。

本发明的上述目的主要是通过如下技术方案予以实现的：

自由飞模型舵面偏转装置，包括舵面组件、转轴块、压缩弹簧、拔销以及舵偏控制块，其中舵面组件为两个，通过舵面转轴对称安装在转轴块上，压缩弹簧安装在转轴块内部的盲孔中，舵面控制块上开设通孔，转轴块上开设拔销孔，舵面组件处于初始偏转角度时，拔销穿过舵面控制块的通孔插入转轴块的拔销孔中，压缩弹簧处于压缩状态；拔销拔出后，转轴块在压缩弹簧推力的作用下带动舵面组件共同绕着舵面转轴的轴线转动，直到转轴块的角度控制面碰到舵偏控制块的舵偏控制面。

在上述自由飞模型舵面偏转装置中，所述舵面组件包括转轴和舵面，转轴的一端与舵面固定连接，转轴的另一端形成凸台，通过所述凸台与转轴块固定连接。

在上述自由飞模型舵面偏转装置中，所述凸台通过采用两个平行的平面对转轴的圆柱端进行切削形成，所述两个平行的平面与过转轴轴线的平面平行，且关于所述平面对称。

在上述自由飞模型舵面偏转装置中，所述转轴块上开设贯通的转轴安装孔，且转轴安装孔的上下端面上各对称开设两个通孔，所述转轴的凸台分别从转轴安装孔的两端伸入安装孔内，并通过螺钉拧入转轴块的通孔内，实现舵面组件与转轴块的固定。

在上述自由飞模型舵面偏转装置中，还包括底板，压缩弹簧一端固定在所述底板上，另一端顶在转轴块内部开设的盲孔底部，且舵偏控制块固定安装在底板上。

在上述自由飞模型舵面偏转装置中，所述盲孔底部一侧的转轴块本体上开设安装孔，另一侧的转轴块本体表面上形成角度控制面，且转轴块本体开设拔销孔。

在上述自由飞模型舵面偏转装置中，所述舵偏控制块为一端敞开的腔体结构，所述腔体结构的侧壁平面作为舵偏控制面，转轴块带有角度控制面的本体一端容纳在所述腔体结构中，转轴块转动时，转轴块的角度控制面与舵偏控制块的舵偏控制面接触。