[发明专利]一种亚跨超风洞扩压段调节片的位置反馈与保护装置

说明书

本发明公开了一种亚跨超风洞扩压段调节片的位置反馈与保护装置，包括框架、行程传感器、调节片、模拟调节片、限位开关和风洞体，位于风洞体腔体内的调节片对称设置在风洞体中心轴线的两侧，上游调节片的上游端通过垂直于风洞体壁面的上游拉伸杆与风洞体内壁面贴合，上游调节片下游端与垂直于风洞体壁面的喉道拉伸杆一端铰接，对称的两个上游调节片形成所需的气流通道，并在调节片最窄处形成气流喉道；下游可不设置调节片或通过垂直于风洞体壁面的下游拉伸杆铰接至少一段下游调节片，下游调节片的末端与风洞体内壁面贴合；模拟调节片通过上游拉伸杆、喉道拉伸杆、下游拉伸杆以铰接方式连接在风洞体外。

技术领域

本发明涉及一种亚跨超风洞扩压段调节片的位置反馈与保护装置，属于风洞试验中的试验装置领域。

背景技术

亚跨超风洞是速度范围为马赫数0.4＜M≤4.5的风洞。风洞内建立亚跨音速流场与超音速流场的原理有很大不同：建立亚跨音速流场采用收缩型的喷管使气流截面积逐渐缩小，从而使亚音速气流不断加速；建立超音速流场采用缩放型的喷管，先将截面积逐渐缩小到最小截面处(即第一喉道)使气流加速达到音速，再通过扩张型管道使气流速度加速达到超音速。

当气流通过试验段以后，为了使气流减速，从而降低气流动能损失，提高风洞试验的经济性，在试验段之后设立扩压段降低风洞的能量损失。这个过程可以简单地理解为气流加速的逆过程：亚跨音速流场采用扩张型的管道(即亚音速扩压段)使气流截面积逐渐增大，从而使亚音速气流不断减速；超音速气流再次经过采用缩放型的喷管(即超音速扩压段)，先将截面积逐渐缩小到最小截面处(即第二喉道)使气流减速到音速，再通过扩张型管道(即亚音速扩压段)使气流截面积逐渐增大，从而使亚音速气流不断减速。

亚跨超风洞的扩压段要兼顾亚跨音速气流和超音速气流，因此一般采用三段可调节式的板状结构。在亚跨音速试验期间，扩压段调节片的形状为扩张角为5°～6°的扩张形状；在超音速试验期间，根据不同的试验段马赫数，扩压段调节片调整成为不同喉道截面积的收放型截面。

改变扩压段调节片的形状和位置依靠螺旋升降机的驱动。以往扩压段调节片的位置控制主要依赖于螺旋升降机配套伺服电机的精确控制，再通过人工测量调节片的位置来校正伺服电机的控制输出；或者将伺服电机的传动通过机构减速后再传动至电位器，达到控制反馈的目的，而由于这种反馈还是反馈了伺服电机的行程，没有对控制的最终目标调节片进行反馈，因此在电位器或传动机构异常等情况下，依然会发生调节片控制失效，造成调节片位置异常、角度异常、调节片机械损伤等故障，给风洞的正常试验运行带来了很多的不便，存在安全隐患。

发明内容

本发明的技术解决问题是：为克服现有技术的不足，提供一种亚跨超风洞扩压段调节片的位置反馈与保护装置，解决了扩压段调节片位置和角度的闭环控制问题，实现了调节片角度的双重保护功能。

本发明的技术解决方案是：

一种亚跨超风洞扩压段调节片的位置反馈与保护装置，包括框架、行程传感器、调节片、模拟调节片、限位开关和风洞体，

位于风洞体腔体内的调节片对称设置在风洞体中心轴线的两侧，上游调节片的上游端通过垂直于风洞体壁面的上游拉伸杆与风洞体内壁面贴合，上游调节片下游端与垂直于风洞体壁面的喉道拉伸杆一端铰接，对称的两个上游调节片形成所需的气流通道，并在调节片最窄处形成气流喉道；下游可不设置调节片或通过垂直于风洞体壁面的下游拉伸杆铰接至少一段下游调节片，下游调节片的末端与风洞体内壁面贴合；

模拟调节片通过上游拉伸杆、喉道拉伸杆、下游拉伸杆以铰接方式连接在风洞体外，上游拉伸杆、喉道拉伸杆、下游拉伸杆长度一致；

框架固定连接在风洞体外壁上，行程传感器固定连接在框架上；

在除模拟调节片两端铰接处外，在模拟调节片铰接处均设置限位开关，当调节片与轴线夹角达到最大夹角时，停止上游拉伸杆、喉道拉伸杆、下游拉伸杆移动。