[发明专利]一种用于高超声速风洞铰链力矩测量试验的自动变舵偏角装置及其使用方法

说明书

本发明公开了一种用于高超声速风洞铰链力矩测量试验的自动变舵偏角装置及其使用方法，包括：飞行器模型，其上设置有水平基准面和0度控制舵定位标记线，电机安装腔内固定安装有电机组合体，天平安装腔内固定安装有铰链力矩天平，电机组合体通过天平转接件与铰链力矩天平固定连接；测量舵，其与铰链力矩天平固定连接；电机组合体与飞行器模型之间设置有第一隔热套组件，铰链力矩天平与飞行器模型和测量舵之间设置有第二隔热套组件。电机组合体驱动铰链力矩天平和测量舵转动，试验过程中实时记录铰链力矩天平和视觉测量系统测量值。本发明能方便快捷改变测量舵的舵偏角，有效规避电机在真空条件下运转失灵，确保在每次试验后不用放真空，提高了试验效率。

技术领域

本发明属于风洞试验技术领域，更具体地说，本发明涉及一种用于高超声速风洞铰链力矩测量试验的自动变舵偏角装置及其使用方法。

背景技术

模型舵面铰链力矩试验是飞行器研制阶段的重要风洞试验项目之一，其目的是为了准确预测各控制舵面的气动力和相对于转轴的铰链力矩的大小，为舵机选择、气动外形设计和结构设计提供依据。

铰链力矩试验中，舵偏角的变换方式是影响试验效率和数据精准度的主要之一。目前在各类风洞中最常用的舵偏角变换方式是采用预置角度的角度变换装置，如角度片、法兰或者预置角度舵面等。这种角度变换方式连接可靠、成本较低，但需要每次装拆模型，试验效率较低，且容易损坏试验装置，特别是对天平造成损伤。国内外在低速和跨超声速风洞中相继发展了自动变舵偏角机构，一般是以曲柄滑块机构带动连杆滑块机构来实现舵面偏转。系统较为复杂，且体积较大，不能适用于高超声速风洞试验模型。

因此，探索一种适用于高超声速风洞铰链力矩试验的自动变试验装置设计及使用方法对今后在开展此类风洞试验具有重要意义。目前，国内外尚未有与此相关的文献。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种用于高超声速风洞铰链力矩测量试验的自动变舵偏角装置，包括：

飞行器模型，其上设置有水平基准面和0度控制舵定位标记线，所述飞行器模型内部设置有连通的天平安装腔和电机安装腔，所述电机安装腔内固定安装有电机组合体，所述天平安装腔内固定安装有铰链力矩天平，所述电机组合体通过天平转接件与铰链力矩天平固定连接；

测量舵，其与所述铰链力矩天平固定连接，所述飞行器模型还固定设置有多个干扰舵；

所述电机组合体与飞行器模型之间设置有第一隔热套组件，所述铰链力矩天平与飞行器模型和测量舵之间设置有第二隔热套组件。

优选的是，其中，所述电机组合体的结构包括：

微型电机，其连接有用于反馈微型电机信号的编码器；

制动器，其与所述微型电机相接；

减速器，其与所述微型电机的电机轴相接，所述减速器与天平转接件通过平键定位、过盈配合的方式连接；

所述电机组合体、铰链力矩天平和测量舵的为同中心轴线设置。

优选的是，其中，所述天平转接件的内环与电机组合体以平键定位、过盈配合的方式连接，天平转接件的前端固定设置有安装法兰，所述安装法兰与铰链力矩天平采用销钉定位、螺钉紧固的方式固定连接；

所述测量舵的下端固定连接有转轴，所述转轴的下端固定连接有法兰，所述法兰通过销钉定位、螺钉紧固的方式与铰链力矩天平固定连接。

优选的是，其中，所述第一隔热套组件的结构包括：

隔热套筒，其包括隔热套金属外壳和设置在隔热套金属外壳内部的隔热套非金属内衬，所述隔热套金属外壳的表面喷涂有氧化锆陶瓷；