[发明专利]一种舵面间隙风洞试验模拟装置

说明书

一种舵面间隙风洞试验模拟装置，模型主轴(3)的一端通过模型固定法兰盘(2)与舵面模型(1)固连；模型主轴(3)的另一端固连扭转弹簧板(6)，扭转弹簧板(6)的自由端插入固定基座(10)的凹槽内且二者之间有间隙，间隙通过安装在固定基座(10)上的间隙控制螺钉/螺栓(9)可调，通过扭转弹簧板(6)的弯曲实现对模型扭转刚度的控制；扭转弹簧板(6)的变形通过模型保护柱(8)进行限位；轴承(5)安装于模型固定套(4)内部，模型主轴(3)穿过两个轴承(5)，使用模型固定套(4)实现对主轴扭转以外自由度的固定。本发明通过调整间隙的大小实现对线性和非线性状况的模拟。

技术领域

本发明涉及风洞试验固定装置，属于航天航空工程领域。

背景技术

在进行飞行器翼舵面试验时，常需要对模型进行固定，模型固定端即需要保障模型的安全，又需要模拟模型的弯曲刚度、扭转刚度、以及一些非线性间隙的边界条件，这种舵面间隙风洞试验模拟装置的设计正是基于以上问题的考虑。

如图1所示，现有的风洞舵面模型固定装置主要包括：模型1、法兰盘2、模型主梁3。其中使用模型1与法兰盘2之间进行固定，模型主梁3与法兰盘2进行固定连接，使用模型的主梁来模拟弯曲刚度和扭转刚度。

现有的风洞舵面模型固定装置存在以下问题：

(1)由于使用同一根主梁来模拟模型的弯曲和扭转刚度，这使得两者容易相互干扰，边界条件模型不易准确。

(2)无法模拟模型边界条件的间隙非线性现象。

(3)使用同一根主梁来模拟模型的弯曲和扭转刚度，设计工作难免遇到两个数据量耦合的情况，增加了主梁设计的难度。

(4)主梁缺少相应的限位和保护装置，当模型剧烈振动时，容易发生试验事故。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术存在的上述缺点，而提供一种舵面间隙风洞试验模拟装置，利用较为简单的结构形式，简单有效的实现模拟非线性间隙等复杂的边界条件和完成风洞试验的目的。

本发明的目的是由以下技术方案实现的：一种舵面间隙风洞试验模拟装置，包括舵面模型、模型固定法兰盘、模型主轴、两个模型固定套，两个轴承，扭转弹簧板、一组模型保护柱，一组间隙控制螺钉/螺栓、固定基座；模型主轴的一端通过模型固定法兰盘与舵面模型固连；模型主轴的另一端固连扭转弹簧板，扭转弹簧板的自由端插入固定基座的凹槽内且二者之间有间隙，间隙通过安装在固定基座上的间隙控制螺钉/螺栓可调，通过扭转弹簧板的弯曲实现对模型扭转刚度的控制；扭转弹簧板的变形通过模型保护柱进行限位；轴承安装于模型固定套内部，模型主轴穿过两个轴承，使用模型固定套实现对主轴扭转以外自由度的固定。

优选的，该包括紧急限位钉，当试验过程中舵面模型的振动超过阈值，则启动紧急限位钉对扭转弹簧片进行夹紧固定。

优选的，所述的间隙控制螺钉/螺栓在扭转弹簧板轴线方向不少于三组，每组距离a不低于1cm；位于同一纵向高度上的间隙控制螺钉/螺栓为一组。

优选的，最下面一组间隙控制螺钉/螺栓将扭转弹簧板进行定位，或者固定基座凹槽内部一侧设置凸台，扭转弹簧板一侧与凸台接触，另一侧通过最下面的间隙控制螺钉/螺栓顶紧定位。

优选的，所述的间隙控制螺钉/螺栓头部为圆弧形且相对扭转弹簧板对称布置。

优选的，固定基座凹槽内壁与扭转弹簧板一侧之间的缝隙b不应低于0.5cm。

优选的，模型保护柱与扭转弹簧片之间距离以3mm～10mm之间为宜。

优选的，所述的模型主轴两端为矩形截面，中段为圆形截面；通过矩形截面与扭转弹簧板固定，中段圆形截面用于安装轴承；法兰盘连接的矩形截面部分用来模拟舵面模型的弯曲刚度。