[发明专利]一种亚跨超风洞90°大攻角耦合360°滚转装置

说明书

本发明公开了一种亚跨超风洞90°大攻角耦合360°滚转装置，包括底板、限位器，立柱、上底板、伺服电机减速机组件、主输出齿轮、大直径齿轮、主丝杠组件、辅丝杠组件、小直径齿轮、竖直锥齿轮组件、水平锥齿轮组件、配重组件、辅丝杠转接头组件、主丝杠转接头组件、拉杆、油杯、拉线传感器、密封板、管线组件、支臂、连杆、管接头组件、支撑段组件、假支杆、直线导轨和滑块支座组件。本发明利用偏心曲柄滑块机构的逆运动能够连续精确实现‑15°～90°甚至120°的大范围的攻角范围。1.2m量级风洞模型长度可达800mm，阻塞度≤3％。可以扩大超音速和亚音速条件下的风洞大攻角试验能力。

技术领域

本发明是一种应用于亚跨超声速风洞的大攻角机械机构，属于实验空气动力学领域。主要是通过齿轮组差动带动拉杆实现支撑段组件绕支臂旋转，得到支架上模型不同的攻角，通过拉线传感器的电位器反馈攻角角度，此机构利用偏心曲柄滑块机构的逆运动能够精确实现-15°～90°甚至120°的大范围的攻角范围，滚转角机构能够实现360°滚转。在滚转机构的支撑段组件前端加装0-X°侧滑角接头整个机构可实现攻角、滚转角、侧滑角的耦合模拟。控制精度3’。并能实时采集。

背景技术

随着军事科学技术的高速发展，在新型导弹与飞机设计中对机动性的要求越来越高，现代飞机与导弹飞行边界得以扩大以适应机动性增大的要求。实现高机动性需要在大攻角下多姿态角飞行。随着各种高机动性导弹与飞机设计任务的立项研制，进行大攻角多姿态角耦合风洞试验日渐重要，对设备自动化水平和精密化水平要求更高。相应地亚跨超声速风洞装备大攻角机构已是非常必要。

攻角也称迎角，是风洞试验中重要的气动参数。现在飞行器风洞特种试验中所需测量的攻角范围大至90°甚至180°，数据精确性要求高，目前，国内外亚跨超声速风洞攻角机构基本采取轨道弯刀结构，能够实现的攻角范围是-15°～30°，攻角范围较小，难以调节，精确度不高，越来越不能满足现代飞行器设计提出的大攻角要求。迫切需要一种能实现大范围攻角的机构。

此外国内外亚跨超声速风洞滚转角机构多采用设计多套支杆，在支杆上周向打不同滚转角的键槽或楔子孔实现滚转角。滚转角按一定的差值间断布置滚转角，间断不连续；支杆设计需要多套，设计加工周期长，每次更换滚转角需重新装拆模型。使用效率低，需要人工拆装，自动化水平和精确性都偏低。

国内1.2m量级风洞FL-24风洞的90°攻角机构采用单臂尾支结构，机构绕定点转动实现-5～60°攻角，更换55°接头实现50～115°攻角。模型攻角α≤60°时,模型长度LB≤0.6m，模型攻角α60°，模型长度LB≤0.4m。实现90°攻角时需要更换55°接头，分段实现；效率低，且存在数据在衔接点60°攻角附近存在偏移现象。

国内2.4m量级风洞FL-26风洞的90°攻角机构采用关节式尾支结构，攻角范围-6～96°。攻角α≤60°模型长度LB≤1m；攻角α60°，模型LB≤0.6m。该结构虽可连续实现90°攻角，关节多结构复杂、关节及弧形弯刀尾支撑占用空间大，导致阻塞比大，试验模型长度相对试验段尺寸偏小。

FL-24和FL-26风洞可实现攻角、侧滑角的耦合模拟，不能实现连续90°攻角和360°滚转角的模拟。

综上所述，迫切需要一种能实现能连续实现90°大范围攻角、模型尺寸大、阻塞度小、90°大攻角和360°滚转角连续耦合模拟的风洞试验机构。

发明内容

本发明解决的技术问题：本发明克服现有技术的缺点，提供了一种亚跨超风洞90°大攻角耦合360°滚转装置，利用偏心曲柄滑块机构的逆运动能够连续精确实现-15°～90°甚至120°的大范围的攻角范围。1.2m量级风洞模型长度可达800mm，阻塞度≤3％。可以扩大超音速和亚音速条件下的风洞大攻角试验能力。