專利名稱：一種類飛船短鈍外形偏航角自由振動試驗裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種類飛船短鈍外形飛行器偏航角自由振動試驗裝置。
背景技術(shù)：
類飛船短鈍外形大偏航角自由振動試驗要求試驗機構(gòu)具有四個特點1、能將試件安裝在風(fēng)洞的支撐系統(tǒng)上；2、試驗機構(gòu)必須有足夠的剛度，不致在受カ后斷裂，損害試驗系統(tǒng)中其它部件；3、試驗機構(gòu)配合風(fēng)洞的攻角機構(gòu)可實現(xiàn)一定范圍偏航角的變化；4、在大偏航角試驗條件下，試驗機構(gòu)必須處于試件的尾跡流中，減小支桿對流場的干擾。早期國內(nèi)的大偏航角動態(tài)試驗彎支桿研究方面存在空白。原因是以往的我國的大 偏航角動態(tài)研究多針對大長細比導(dǎo)彈外形，對這類外形，偏航阻尼量值較大，支桿干擾對整體結(jié)果影響較小。而對于類飛船短鈍外形，由于其本身偏航阻尼很低，支桿干擾問題非常突出。目前，國內(nèi)對類飛船短鈍外形大偏航角的小干擾動態(tài)試驗支桿機構(gòu)的研究剛起歩。目前廣泛用于動態(tài)偏航風(fēng)洞試驗裝置，是ー個直圓柱體支桿，連接試件和風(fēng)洞支撐系統(tǒng)。這種裝置的缺點是，大偏航角情況下，支桿將改變試件尾部的流場結(jié)構(gòu)，從而影響試件的偏航阻尼量值。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術(shù)解決問題克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種類飛船短鈍外形偏航角自由振動試驗裝置，利用彎支桿機構(gòu)，可將忽略支桿干擾的最大偏航角，從普通動態(tài)試驗直支桿的15°，提高至35°。本發(fā)明的技術(shù)解決方案一種類飛船短鈍外形偏航角自由振動試驗裝置，其特征在于包括試件、偏航動態(tài)天平、彎推桿、第一雙鉸鏈、第二雙鉸鏈、直推桿、彎支桿、氣缸、拔桿和撞針；試件通過偏航動態(tài)天平固定在彎支桿上，使得試件可以繞偏航動態(tài)天平的轉(zhuǎn)動中心振動；在偏航動態(tài)天平上貼有電阻絲應(yīng)變片用來測量試件的角位移，在試件尾部裝有撞針，由裝配在彎支桿內(nèi)部的觸發(fā)機構(gòu)強迫試件產(chǎn)生初始角位移，所述觸發(fā)機構(gòu)包括氣缸、直推桿、第一雙鉸鏈、第二雙鉸鏈、彎推桿和拔桿；直推桿的一端與彎推桿通過第一雙鉸鏈和第二雙鉸鏈連接，直推桿的另一端與氣缸連接在一起，拔桿與彎推桿連接在一起，試件由撥桿撥動撞針產(chǎn)生小幅自由偏航振蕩。彎支桿為與所述類飛船短鈍外形偏航角垂直方向彎曲20°。 所述偏航動態(tài)天平與彎支桿通過銷釘連接。偏航動態(tài)天平與試件通過錐配合螺釘擰紫。撞針與試件通過螺釘連接。所述初始角位移Θ。的取值范圍為±1° ±3°。所述試件的重心與偏航動態(tài)天平的轉(zhuǎn)動中心重合。本發(fā)明的技術(shù)方與現(xiàn)有技術(shù)相比帶來的有益效果
如果采用現(xiàn)有技術(shù)中的支桿機構(gòu)進行類飛船短鈍外形大偏航角的自由振動試驗，那么支桿機構(gòu)的干擾較大，無法取得滿意的偏航阻尼的試驗結(jié)果，如果采用現(xiàn)有技術(shù)中的支桿機構(gòu)進行試驗時滿足支桿可忽略干擾的條件，那么最大偏航角為15°，無法滿足類飛船短鈍外形大偏航角的動態(tài)氣動阻尼的獲取要求。采用本發(fā)明試驗裝置，可以將動態(tài)試驗機構(gòu)可忽略支桿干擾的最大偏航角從15°提高至35°。


圖I為本發(fā)明類飛船短鈍外形偏航角自由振動試驗裝置側(cè)視圖；圖2為本發(fā)明類飛船短鈍外形大偏航角自由振動試驗裝置俯視圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進ー步詳細地描述
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本發(fā)明提供了ー種用于類飛船短鈍外形大偏航角自由振動試驗裝置，如圖I和圖2所示，包括試件I、偏航動態(tài)天平2、彎推桿3、第一雙鉸鏈4、第二雙鉸鏈5、直推桿6、彎支桿7、氣缸8、撥桿9和撞針10 ；試件I通過偏航動態(tài)天平2固定在彎支桿7上，試件I的重心與偏航動態(tài)天平2的轉(zhuǎn)動中心重合，使得試件I可以繞偏航動態(tài)天平2的轉(zhuǎn)動中心振動，彎支桿7為與所述類飛船短鈍外形偏航角垂直方向彎曲20°，偏航動態(tài)天平2與彎支桿7通過銷釘連接，偏航動態(tài)天平2與試件I通過錐配合螺釘擰緊；在偏航動態(tài)天平2上貼有電阻絲應(yīng)變片用來測量試件I的角位移，在試件I尾部裝有撞針10，由裝配在彎支桿7內(nèi)部的觸發(fā)機構(gòu)強迫試件I產(chǎn)生初始角位移，撞針10與試件I通過螺釘連接，所述初始角位移Θ ^的取值范圍為±1° ±3。。所述觸發(fā)機構(gòu)包括氣缸8、直推桿6、第一雙鉸鏈4、第二雙鉸鏈5、彎推桿3和拔桿
9;直推桿6的一端與彎推桿3通過第一雙鉸鏈4和第二雙鉸鏈5連接,直推桿6的另一端與氣缸8連接在一起，撥桿9與彎推桿3連接在一起，試件I由拔桿9撥動撞針10產(chǎn)生小幅自由偏航振蕩。本發(fā)明試驗裝置主要用于進行類飛船短鈍外形大偏航角自由振動試驗，這個試驗需要在風(fēng)洞中進行，試件I通過彎支桿7安裝在風(fēng)洞的支撐系統(tǒng)上，動態(tài)試驗時，試件I由拔桿9撥動撞針10產(chǎn)生小幅偏航振蕩。彎支桿7為與所述類飛船短鈍外形偏航角垂直方向彎曲20°，即彎支桿7的直段與試件I存在20°預(yù)偏角，從而當(dāng)試件I處于大偏航角狀態(tài)時，支桿與來流的夾角比相應(yīng)的直支桿的夾角小20°，使支桿一直處于模型的尾跡流中，減小支桿對流場的干擾。彎支桿7機構(gòu)中直推桿6與彎推桿3通過雙鉸鏈4和5連接，從而實現(xiàn)推力轉(zhuǎn)向。普通動態(tài)試驗中可忽略支桿干擾的最大偏航角為15°，本動態(tài)試驗機構(gòu)將可忽略支桿干擾的最大偏航角提高至35°。本發(fā)明可以為類飛船短鈍外形飛行器大偏航角動態(tài)阻尼特性試驗提供服務(wù)。類飛船短鈍外形大偏航角自由振動試驗裝置的使用過程如下首先將試件、偏航動態(tài)天平、彎支桿、推桿和氣缸機構(gòu)安裝到風(fēng)洞的支撐系統(tǒng)上。然后，風(fēng)洞攻角機構(gòu)將氣缸和支桿調(diào)至預(yù)定試驗偏航角。氣缸推動直推桿，通過雙鉸鏈機構(gòu)推動彎推桿，彎推桿上的拔桿拔動與試件連接的撞針，從而使試件產(chǎn)生偏航方向的小幅自由振蕩。通過伸進試件部分支桿的上彎，使試件與支桿存在20°預(yù)偏角，所以本彎支桿機構(gòu)可支撐完成更大偏航角的動態(tài)阻尼試驗。試驗時，先啟動風(fēng)洞，風(fēng)洞流場均勻后，控制觸發(fā)機構(gòu)推動試件1，使它偏離平衡位置，產(chǎn)生ー個初始角位移(一般取9。=±1° ±3° ),然后松開觸發(fā)機構(gòu),使試件I作自由振動。在弾性力和氣動カ的作用 下，試件I自由振動的振幅將隨時間而逐漸衰減，通過對衰減的角度振幅曲線的分析可以獲得試件I的偏航阻尼。
權(quán)利要求
1.一種類飛船短鈍外形偏航角自由振動試驗裝置，其特征在于包括試件(I)、偏航動態(tài)天平(2)、彎推桿(3)、第一雙鉸鏈(4)、第二雙鉸鏈(5)、直推桿￠)、彎支桿(7)、氣缸(8)、撥桿(9)和撞針(10)； 試件(I)通過偏航動態(tài)天平(2)固定在彎支桿(7)上，使得試件(I)可以繞偏航動態(tài)天平(2)的轉(zhuǎn)動中心振動；在偏航動態(tài)天平(2)上貼有電阻絲應(yīng)變片用來測量試件(I)的角位移，在試件(I)尾部裝有撞針(10)，由裝配在彎支桿(7)內(nèi)部的觸發(fā)機構(gòu)強迫試件(I)產(chǎn)生初始角位移， 所述觸發(fā)機構(gòu)包括氣缸(8)、直推桿￠)、第一雙鉸鏈(4)、第二雙鉸鏈(5)、彎推桿(3)和撥桿(9);直推桿￠)的一端與彎推桿(3)通過第一雙鉸鏈(4)和第二雙鉸鏈(5)連接，直推桿出)的另一端與氣缸(8)連接在一起，撥桿(9)與彎推桿(3)連接在一起，試件(I)由撥桿(9)撥動撞針(10)產(chǎn)生小幅自由偏航振蕩。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種類飛船短鈍外形偏航角自由振動試驗裝置，其特征在于彎支桿(7)為與所述類飛船短鈍外形偏航角垂直方向彎曲20°。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種類飛船短鈍外形偏航角自由振動試驗裝置，其特征在于所述偏航動態(tài)天平(2)與彎支桿(7)通過銷釘連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種類飛船短鈍外形偏航角自由振動試驗裝置，其特征在于偏航動態(tài)天平(2)與試件(I)通過錐配合螺釘擰緊。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種類飛船短鈍外形偏航角自由振動試驗裝置，其特征在于撞針(10)與試件(I)通過螺釘連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種類飛船短鈍外形偏航角自由振動試驗裝置，其特征在于所述初始角位移Θ ^的取值范圍為±1° ±3°。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種類飛船短鈍外形偏航角自由振動試驗裝置，其特征在于所述試件(I)的重心與偏航動態(tài)天平(2)的轉(zhuǎn)動中心重合。
全文摘要
一種類飛船短鈍外形偏航角自由振動試驗裝置，包括試件、偏航動態(tài)天平、彎推桿、第一雙鉸鏈、第二雙鉸鏈、直推桿、彎支桿、氣缸、拔桿和撞針；試件通過偏航動態(tài)天平固定在彎支桿上，使得試件可以繞偏航動態(tài)天平的轉(zhuǎn)動中心振動；在偏航動態(tài)天平上貼有電阻絲應(yīng)變片用來測量試件的角位移，在試件尾部裝有撞針，由裝配在彎支桿內(nèi)部的觸發(fā)機構(gòu)強迫試件產(chǎn)生初始角位移，所述觸發(fā)機構(gòu)包括氣缸、直推桿、第一雙鉸鏈、第二雙鉸鏈、彎推桿和拔桿；直推桿的一端與彎推桿通過第一雙鉸鏈和第二雙鉸鏈連接，直推桿的另一端與氣缸連接在一起，撥桿與彎推桿連接在一起，試件由撥桿拔動撞針產(chǎn)生小幅自由偏航振蕩。本機構(gòu)將可忽略支桿干擾的最大偏航角提高至35°。
文檔編號G01M9/00GK102818692SQ20121029358
公開日2012年12月12日 申請日期2012年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月17日
發(fā)明者陳農(nóng), 宋玉輝, 高清, 胡靜, 解克, 趙小見 申請人:中國航天空氣動力技術(shù)研究院