高超聲速風洞三自由度模型投放裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于空氣動力學風洞試驗領域，具體涉及一種高超聲速風洞三自由度模型投放裝置。
【背景技術】
[0002]在高超聲速風洞試驗中，在對模型進行測熱等特種試驗時，為減小風洞流場建立前紊亂的高速氣流對試驗模型及其支撐機構的沖擊，同時為了等待氣流溫度等參數(shù)達到試驗要求值，需要將試驗模型預先置于流場之外，在流場平穩(wěn)，溫度達到要求值后再通過投放裝置將試驗模型快速投放到流場之內。
[0003]在某大型高超聲速風洞的設計中，需要一種滿足以下要求的模型投放裝置:(I)可實現(xiàn)三個自由度的變化:即攻角方向角度變化，豎直方向位置變化和水平方向位置變化；
(2)可根據(jù)不同角度要求在試驗前對模型攻角值進行預置；(3)可在試驗中由高速液壓缸驅動對模型進行豎直方向的快速投放；(4)模型所受的氣動載荷較大，需要該裝置具有足夠的強度與剛度；(5)在滿足功能要求的前提下，做到結構簡單、緊湊、可靠。
[0004]目前，還缺少滿足以上所有要求的投放裝置。為此，設計一種新的高超聲速風洞三自由度模型投放裝置。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術問題是:針對現(xiàn)有技術的不足，提供一種高超聲速風洞三自由度模型投放裝置。其具有三個方向的自由度，結構簡單、緊湊，適應多種尺寸規(guī)格的模型，可滿足風洞測熱等需要高速投放的特種試驗需求。
[0006]本發(fā)明的高超聲速風洞三自由度模型投放裝置包括攻角變化模塊、豎直投放模塊和水平移動模塊，所述攻角變化模塊為側面按照固定轉心加工有多組成對的安裝通孔的彎刀，進行試驗時根據(jù)需要選擇一個成對的安裝通孔安裝模型；固定在風洞頂壁安裝孔的所述水平移動模塊設置有模型投放孔，所述豎直投放模塊安裝在所述水平移動模塊上，所述彎刀安裝于豎直投放模塊下方，所述豎直投放模塊能夠在高速液壓缸驅動下，經(jīng)由所述模型投放孔將安裝有模型的所述彎刀豎直投放到風洞中。
[0007]優(yōu)選所述彎刀的成對安裝通孔的中心連線過轉心，相鄰兩組安裝通孔之間的中心連線夾角為2°。
[0008]優(yōu)選所述豎直投放模塊包括彎刀連接件、立架、投放支架、豎直滑塊、豎直導軌、耳座、高速液壓缸;所述立架底面與所述水平移動模塊連接，所述立架正面對稱安裝有兩條豎直導軌，每條所述豎直導軌上安裝有兩個豎直滑塊，所述立架橫截面為凹槽型，凹槽豎直貫通整個立架，所述高速液壓缸安裝于所述立架的凹槽內，所述高速液壓缸活塞桿端部與所述耳座鉸接，所述投放支架與所述耳座及四個所述豎直滑塊連接，從而能夠在所述高速液壓缸的作用下沿著所述熟知導軌上下滑動，所述投放支架下端安裝有彎刀連接件。所述彎刀安裝在所述彎刀連接件上。
[0009]優(yōu)選所述彎刀連接件為凹槽型，所述彎刀直接插入所述彎刀連接件的凹槽進行定位連接。
[0010]優(yōu)選所述高速液壓缸豎直倒置安裝，其活塞桿全部伸出狀態(tài)為模型未投放狀態(tài)，全部收回狀態(tài)為模型投放狀態(tài)。
[0011 ]優(yōu)選所述豎直投放模塊還包括安全銷機構，在所述立架兩側各安裝有一套所述安全銷機構，兩套所述安全銷機構結構相同，關于所述立架對稱，所述安全銷機構包括安全銷液壓缸、安全銷支座和安全銷，所述安全銷液壓缸的活塞桿前端螺紋連接有圓柱體安全銷，所述安全銷前端伸入固定在所述立架側壁上的安全銷支座的通孔內，當高速液壓缸的活塞桿全部伸出，模型處于未投放狀態(tài)時，所述安全銷液壓缸能夠推動所述安全銷伸出到所述投放支架下端，防止所述高速液壓缸發(fā)生油壓不足等故障時而使所述投放支架墜落。
[0012]優(yōu)選所述水平移動模塊包括底板、底座、螺旋推桿、電機、減速器、第一支座、第二支座、第三支座、聯(lián)軸器、連接軸、水平導軌和水平滑塊;所述底板安裝在所述風洞的頂壁上開設的安裝孔中，加工有方形模型投放孔，所述底板上表面對稱安裝有兩條所述水平導軌，每條所述水平導軌上安裝有兩個所述水平滑塊，四個所述水平滑塊上連接有所述底座，所述底座加工有凸形模型投放孔，所述底座短邊中心線上安裝有所述電機和所述減速器，所述減速器為雙端輸出，兩側對稱通過所述聯(lián)軸器和所述連接軸與兩個所述螺旋推桿連接，兩個所述螺旋推桿分別安裝在兩個對稱的所述第一支座上，所述第一支座安裝在所述底座上，兩個所述螺旋推桿的推桿端部與兩個對稱的所述第二支座連接，兩個所述第二支座底面與兩個對稱的所述第三支座連接，兩個所述第三支座安裝在所述底板的上表面。
[0013]本發(fā)明的有益效果是:
[0014]I)本發(fā)明可以提供三個自由度的運動，通過攻角變化模塊對模型進行不同攻角值的手動預置;通過豎直投放模塊實現(xiàn)模型的豎直運動，將模型快速投放到穩(wěn)定流場中；通過水平移動模塊實現(xiàn)模型沿風洞中心軸線方向的移動，調整模型與噴管口的位置關系。
[0015]2)彎刀側面加工有多組成對的安裝通孔，可在試驗前根據(jù)不同角度要求將模型安裝到對應的成對安裝通孔上，定位準確、簡單。
[0016]3)模型連接接口靈活，可適應一定范圍內的多種尺寸規(guī)格的試驗模型。
[0017]4)高速液壓缸豎直倒置安裝，其活塞桿全部伸出狀態(tài)為模型未投放狀態(tài)，全部收回狀態(tài)為模型投放狀態(tài)，與常規(guī)安裝方式相比，可減少立架、投放支架、豎直導軌的高度，結構更加緊湊。
[0018]5)攻角變化模塊、豎直投放模塊和水平移動模塊可分為互不干涉的三部分，方便維修、拆裝和運輸。
[0019]6)采用安全銷機構，可防止高速液壓缸發(fā)生油壓不足等故障時投放裝置墜落。
【附圖說明】
[0020]圖1是模型投放裝置結構示意圖。
[0021 ]圖2是模型投放裝置攻角變化模塊和豎直投放模塊結構示意圖。
[0022]圖3是豎直投放模塊高速液壓缸位置示意圖。
[0023]圖4是裝置未投放狀態(tài)時的示意圖。
[0024]圖5是裝置投放狀態(tài)時的示意圖。
[0025]圖6是模型投放裝置水平移動模塊結構示意圖。
[0026]圖7是模型投放裝置水平移動模塊的部分結構示意圖。
[0027]符號說明
[0028]1-彎刀，2-彎刀連接件，3-底板，4-底座，5-螺旋推桿，6_立架，7_投放支架，8_電機，9-減速器，10-第一支座，11-第二支座，12-第三支座，13-安全銷液壓缸，14-安全銷支座，15-安全銷，16-豎直滑塊，17-豎直導軌，18-耳座，19-高速液壓缸，20-聯(lián)軸器，21_連接軸，22-水平導軌，23-水平滑塊。
【具體實施方式】
[0029]結合附圖，給出如下具體實施例，對本發(fā)明的技術方案做進一步說明。
[0030]如圖1所示，一種高超聲速風洞三自由度模型投放裝置，包括攻角變化模塊、豎直投放模塊和水平移動模塊。
[0031]如圖1和圖2所示，攻角變化模塊安裝于豎直投放模塊下方，由彎刀I組成，可以對模型不同攻角值進行手動預置;彎刀I側面按照固定轉心加工有多組成對的安裝通