[发明专利]用于连续式跨声速风洞喷管半柔壁的液压驱动集成单元

说明书

本发明公开了一种连续式跨声速风洞喷管半柔壁的姿态动态调节液压集成单元，其特征在于：采用的液压集成单元为驱动机构、导向机构、液压锁紧机构的分离布置的形式，三大机构独立运作，却又功能协调、空间复用。各机构之间采用内嵌、层叠等形式，空间复用，结构紧凑，在有限空间内增加刚度，增大工作空间。集成单元的各部分机构均通过刚性的滑台相互连接，保证了集成单元之中各部分机构间的强制同步，有效避免了驱动机构和导向机构不同步的可能性。

技术领域

本发明涉及连续式跨声速风洞试验技术领域，具体涉及连续式跨声速风洞喷管段半柔壁各部分的位姿调整机构。该装置主要用于连续式跨声速风洞半柔壁喷管的驱动控制。

背景技术

风洞是用于验证各型航空航天飞行器、高速动车组等气动外形是否合理的重要试验装置，其主要实验过程是在风洞中模拟出对象运行时的外部气体流场特性(马赫数、雷诺数、普朗特数等)，并对被试验对象在模拟流场中的测量参数做出一系列的评估，从而实现对其真实工作情况下特性的预知。根据风洞可模拟的气体流流场流速范围不同，可分为亚声速、跨声速、超声速、高超声速风洞。而根据流场产生的方式，风洞可分为暂冲式和连续式。暂冲式风洞气体流场产生的原理是：在风洞两端分别预先产生一定的高压气体与负压气体，然后同时打开两端的气阀沟通高压与负压，即可产生流场；而连续式风洞一般是依靠大型的轴流风机作为驱动来产生流场。为了精确控制风洞中流场的参数，需利用相关的风洞试验特种装置对流场进行调节，而其中喷管段是整个风洞中调节气体流场最为关键、直接的部分。喷管段一般是通过一定的型面来改变流场的参数，对于暂冲式风洞，由于其流场作用时间短，流场马赫数高，一般采用具有固定型面喷管段进行调节；而对于连续式风洞，由于其要求具有连续的马赫数调节能力，一般是采用可调型面的喷管段。根据连续式风洞喷管段可调型面中柔性壁(或称柔板)所占的比例不同，进一步又可分为半柔壁与全柔壁。全柔壁喷管的可调型面全部由柔性壁组成；半柔壁喷管的可调型面一般是由可调收缩段、喉块段、柔板段组成(布置顺序为气流方向)。对于连续式跨声速风洞喷管段半柔壁，能否保证其整个型面成形的精度就是能否保证风洞试验结果可靠性最关键的问题，因此喷管段对气体流场相关参数控制的精度，是评价其工作能力的关键指标。本发明介绍一种适用于连续式跨声速风洞喷管段半柔壁的液压驱动集成单元，以满足风洞试验的要求。

该液压集成单元适用于连续式跨声速风洞喷管半柔壁的姿态动态调节，在有限的空间内实现了液压驱动系统(2)、液压锁紧系统(3)、导向系统(4)的分离布置。

发明内容

本发明的基本功能是：该集成单元在有限的空间内，通过液压机构驱动喷管段中的可调收缩段、喉块、柔板等来实现对型面的准确控制，形成流场所需内型面，动态调节喷管中流场的流速。

本发明所要解决的技术问题在于提供一种用于大型跨声速半柔壁风洞喷管姿态动态调节的液压集成单元。满足试验要求的驱动力大，吹风过程中可动态调节，型面成型长期稳定性好，同组执行机构之间具有良好的同步性，具备抵抗侧向力的能力，运动范围大，机构尺寸小等要求。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

本发明采用的液压集成单元为液压驱动系统(2)、液压锁紧系统(3)、导向系统(4)的分离布置的形式，三大系统独立运作，却又功能协调、空间复用。各机构之间采用内嵌、层叠等形式，空间复用，结构紧凑，在有限空间内增加刚度，增大工作空间。驱动系统(3)通过液压缸(2-1)提供大驱动力，导向系统(4)通过三向等性导轨(4-2)实现，液压锁紧系统(3)通过液压锁紧缸 (3-3)实现。

具体的，本液压集成单元整体机构需整体布局在一安装座(1)上，共两个集成单元协同控制被执行件喉块(7-1)，安装座(1)固连于喷管段框架之上。本集成单元的各部分机构均通过滑台单元(5)相互连接。