[发明专利]一种T型平尾颤振模型保护装置及其应用

说明书

本发明公开了一种T型平尾颤振模型保护装置及其应用，属于空气动力学风洞试验装置技术领域，目的在于解决现有的T型尾翼风洞颤振试验保护装置中，由于基座和夹持装置附近局部超声速区和局部激波的产生使T型尾翼的流场受到较大影响，导致T型尾翼颤振动压降低和颤振型的改变，影响试验结果准确性的问题。其包括升降单元、夹持单元、力传感器、控制系统，所述夹持单元与升降单元相连；所述夹持单元包括升降滑块、拉伸组件、连接杆、夹持组件，所述升降单元与升降滑块相连且升降单元能带动升降滑块移动，所述升降滑块与拉伸组件相连且升降滑块能带动拉伸组件运动。本申请构思巧妙，设计合理，结构简单，具有较高的应用价值和较好的应用前景。

技术领域

本申请涉及风洞领域，尤其是空气动力学风洞试验装置技术领域，具体为一种T型平尾颤振模型保护装置及其应用。更具体地，本申请提供一种组合式两自由度高速风洞试验模型保护装置，其能够实现不同高度的T型平尾颤振模型在试验过程中的结构保护，防止模型由于共振而发生破坏，有效提升试验效率，具有较高的应用价值。

背景技术

颤振是飞行器的飞行速度超过临界速度后出现的一种自激发散振动，其是弹性结构气动力、惯性力和弹性力相互耦合作用的结果。当飞行速度超过颤振临界速度时，振幅和结构中的动应力可能急剧增加，可能导致飞机在几秒内被迅速破坏，甚至解体，造成机毁人亡的重大事故。因此，飞机发生颤振是非常危险的。为此，人们在飞行器设计时，需要进行颤振试验。

颤振试验的目的在于：在风洞中，用动力相似模型再现颤振现象，了解飞行器的颤振特性，确定危险飞行状态下的颤振临界速压和颤振频率，为飞行器的安全飞行提供飞行包线数据。

在暂冲式风洞内进行颤振试验，当接近或发生颤振时，会有模型破坏的可能，需对模型提供应急保护。由于颤振试验中模型被毁坏的可能性很大，为了防止模型碎片（如铅块配重、外挂物）打伤风洞，通常在跨超声速回流式风洞的亚声速扩散段应装防护网。

在跨声速试验中对模型的保护，通常采用以下两种措施：一是风洞紧急停车，要求风洞在半秒内将速压降低10%；二是改变超声速扩散段的位置，即在总压不变的条件下，使马赫数减小，从而达到降低速压，使模型退出颤振的目的。

上述防护措施依靠模型观察者手动来操作；因此，只要判断和操作稍有延误，模型就会遭受破坏。

2013年8月，西北工业大学史爱明等人在《试验流体力学》发表的文章《T型尾翼风洞颤振试验保护装置绕流特性分析》中，提出了一种由夹持装置和基座两部分构成的保护装置。该文献中，保护装置引入后，由于基座和夹持装置附近局部超声速区和局部激波的产生使T型尾翼的流场受到较大影响，导致T型尾翼颤振动压降低和颤振型的改变，影响试验结果的准确性。

为此，迫切需要一种新的装置和/或方法，以解决上述问题。

发明内容

本申请的发明目的在于：针对现有的T型尾翼风洞颤振试验保护装置中，由于基座和夹持装置附近局部超声速区和局部激波的产生使T型尾翼的流场受到较大影响，导致T型尾翼颤振动压降低和颤振型的改变，影响试验结果准确性的问题，提供一种T型平尾颤振模型保护装置及其应用。本申请构思巧妙，设计合理，结构简单，具有较高的应用价值和较好的应用前景。

为了实现上述目的，本申请采用如下技术方案：

一种T型平尾颤振模型保护装置，包括升降单元、用于对平尾进行夹紧和松开的夹持单元、力传感器、控制系统，所述夹持单元与升降单元相连且升降单元能带动夹持单元移动；

所述夹持单元包括升降滑块、拉伸组件、连接杆、夹持组件，所述升降单元与升降滑块相连且升降单元能带动升降滑块移动，所述升降滑块与拉伸组件相连且升降滑块能带动拉伸组件运动；

所述拉伸组件包括气缸、与气缸相配合的堵头、拉杆、换向控制回路，所述堵头设置在气缸的一端，所述拉杆设置在气缸内，所述换向控制回路与气缸相连；