[实用新型]连续式高速风洞实验段快速换段装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及风洞实验段移动与更换装置的设计领域，具体是一种用于连续式高速风洞实验段快速换段装置。

背景技术

风洞是以人工的方式产生并且控制气流，用来模拟飞行器或实体周围气体的流动情况，并可量度气流对实体的作用效果及观察物理现象的一种管道状实验设备，是进行空气动力实验最常用、最有效的工具之一。风洞广泛用于研究空气动力学的基本规律，以验证和发展有关理论，并直接为各种飞行器的研制服务，通过风洞实验来确定飞行器的气动布局和评估其气动性能。风洞实验是飞行器研制工作中的一个不可缺少的组成部分。它不仅在航空和航天工程的研究和发展中起着重要作用，随着工业空气动力学的发展，在交通运输、房屋建筑、风能利用等领域更是不可或缺的。

连续式高速风洞是由电机驱动的全钢制回流式封闭管道，主要由轴流压缩机、冷却器、稳定段、实验段及扩散段等部件组成，如图1所示。实验段是风洞的核心区域，用以安装实验模型和提供高品质的流场环境，从而实现模型气动力的测量及流场观测。针对不同的吹风实验模型，为了拓宽风洞的应用范围，提高利用率，通常一座风洞配有两个或多个实验段，例如开展全机和弹体的三元实验段、专门进行翼型研究的二元实验段及带动力的螺旋桨实验段等。多实验段风洞的动力装置及洞体主体为共用的，实验段是可以更换的，通过更换不同的实验段以实现不同的实验目的。

高速风洞实验段的前端连接于风洞稳定段，后端连接于风洞扩散段，不同实验段的内部结构不同，但具有相同的端面接口，更换实验段时，将在用实验段的两个端面与稳定段和扩散段脱开，通过其自带的车轮与地面轨道移动，实现实验段与风洞主体的分离。在用实验段脱离风洞主体后，同样通过车轮与轨道将待更换实验段动移入风洞对应部位，最终实现实验段的更换。高速风洞的实验段为钢制结构，总重量达到数十吨，更换实验段不仅需要长距离的水平拖动，也需要短距离的微量位移控制，以实现实验段与风洞主体的精确对接。因此，实际的工程应用中，实验段的移动方式及其位移控制精度一直是风洞实验人员面临的难题之一。目前一般采用钢索牵引的方式实现实验段的移动，但因拖动装置的结构复杂性等因素，主要存在以下问题：外部拖动装置结构复杂，使用和维护成本高；钢索为柔性牵引工具，难以实现微量位移的精确控制；费时费力，工作效率低，且存在安全隐患。因此，有必要研制一套用于连续式高速风洞的实验段快速换段装置，以保证实验段的位移控制精度，并提高工作效率，降低实验人员的劳动强度。

发明内容

为了克服传统钢索式实验段牵引方式的固有缺陷，提高风洞更换实验段的工作效率，解决实验段位移精度精确控制的技术难题，实现风洞实验段的快捷更换与精确安装，本实用新型提出一种适用于连续式高速风洞的实验段快速换段装置。

本实用新型的技术方案为：

所述一种连续式高速风洞实验段快速换段装置，其特征在于：由4台功率相同的电动机、4台减速比相同的减速机、4个车轮轴、电器控制箱和电缆线组成；4台电动机和4台减速机分别配合风洞实验段的4个车轮安装，减速机安装于车轮底座，并通过车轮轴与车轮相连接，实现驱动力的传递；

一台电动机与一台减速机组成一套独立的驱动装置，电动机和减速机直联；电器控制箱通过电缆线连接4套独立的驱动装置；4套驱动装置的启停和转速通过电器控制箱独立控制。

进一步的优选方案，所述一种连续式高速风洞实验段快速换段装置，其特征在于：所述电器控制箱中安装有变频器、接触器、继电器，以及电机过载、相序、错相保护器。

进一步的优选方案，所述一种连续式高速风洞实验段快速换段装置，其特征在于：所述减速机采用多级减速的斜-弧锥齿轮套装式减速机；所述电动机采用变频调速电动机。

有益效果

本实用新型有效保障了风洞实验段的对位精度，提高了更换风洞实验段的工作效率，并降低了换段过程中人员和设备的安全风险，为连续式高速风洞多实验段的快速更换和精确安装提供了技术支撑。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

附图1是连续式高速风洞结构原理图；

1-轴流压缩机，2-冷却器，3-稳定段，4-实验段，5-扩散段。

附图2是连续式高速风洞实验段快速换段装置主视图；