CN106706257B - 一种可实现侧滑角连续变化的风洞背支撑机构 - Google Patents

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Abstract

一种可实现侧滑角连续变化的风洞背支撑机构，该机构一端与可变攻角的支架(9)连接，另一端通过销钉背支撑模型，通过不同角度的角度楔块(4)可以实现侧滑角连续变化。主要组成部分有支臂(1)、延长段(2)、压板(3)、角度楔块(4)、转轴(5)、转动体(6)和拉杆(7)。其实现侧滑角连续变化的原理是转动体(6)和转轴(5)上各有一个凹槽(61)和缺口(51)，它们中间楔入不同角度的角度楔块(4)，使转动体(6)相对转轴(5)旋转一定的角度实现侧滑角，根据需要实现的侧滑角加工不同角度的角度楔块(4)，从而可实现侧滑角连续变化。

Description

一种可实现侧滑角连续变化的风洞背支撑机构
技术领域
本发明是属于实验空气动力学领域，涉及高速风洞中实现变换模型侧滑角的一种机构。
背景技术
飞行器的横向气动特性试验是一项重要的风洞试验，侧滑角机构是实现模型姿态角横向变换的机构，常规侧滑机构是一个扇面的形式，扇面上开有不同的柱销孔，支座与不同的柱销孔配合实现不同的侧滑角，因此其实现的侧滑角度设计加工完成后不能改变，若有新的侧滑角试验需求则要重新设计加工，增加成本和试验周期，不能适应侧滑角度需求的多样性。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，本发明提供了一种可实现侧滑角连续变化的风洞背支撑机构，克服现有侧滑机构不能适应侧滑角度需求多样性的不足，本发明通过转动体和转轴及不同角度的角度楔块实现背支撑侧滑角连续变化。
本发明所要采用的技术方案是：一种可实现侧滑角连续变化的风洞背支撑机构，包括：支臂、压板、角度楔块、转轴、转动体；转动体包括柱体和连接臂，为一体结构，柱体端面开有凹槽，柱体中部开有通孔，连接臂位于柱体侧面且与通孔轴线垂直，连接臂端部有连接法兰；转轴为一体结构，包括轴身、套筒，轴身位于套筒侧壁，轴身的轴线与套筒的轴线垂直；支臂一端与连接法兰连接；转动体通过通孔套在轴身上，轴身端部的缺口底面与转动体上的凹槽底面平齐；不同角度的角度楔块安装在凹槽内，两侧分别与凹槽侧壁、缺口侧壁贴紧，使转动体连接臂的轴线和套筒的轴线之间形成不同的夹角β；压板压紧角度楔块，两端分别固定在转动体和转轴上；套筒套在支架上突出的连接柱上，套筒与支架之间固定连接。
还包括拉杆、键；拉杆包括头部圆锥和圆柱杆，为一体结构，圆柱杆位于头部圆锥底面中部，圆柱杆上带有键槽，头部圆锥边缘沿轴向开有凹口；支架连接柱从套筒的一端插入，端部卡在套筒另一端端口内的挡圈处，拉杆的圆柱杆从套筒的另一端插入，通过安装在键槽内的键与支架配合，套筒端部沿壁面伸出的凸起结构插入凹口内，使得套筒、支架连接柱之间不发生转动。
所述角度楔块为楔形结构，各角度楔块的两个侧面之间的夹角α＝α0+β，其中，α0为β＝0°时角度楔块的两个侧面之间的夹角，0.2°≤α0≤1°，0°≤β≤30°。
所述支臂和转动体之间连接不同长度的延长段。
本发明与现有技术相比的优点在于：
(1)本发明通过转动体绕转轴旋转一定角度，并通过楔入相应角度的角度楔块，从而实现对应的侧滑角度，由于没有常规扇面形式侧滑机构的固定销孔，因此能够实现侧滑角的连续变化，满足试验对侧滑角多样性的需求；
(2)本发明中转动体能够绕转轴连续转动，因此可以满足特殊试验微调侧滑角度的需求，而常规扇面侧滑机构无法实现；
(3)本发明中角度楔块是一个楔形条块，加工方便简单，与现有技术中要加工常规扇面侧滑机构相比，加工扇面侧滑机构费时费力，影响试验周期；
(4)本发明中支臂能够实现背支撑，支臂和转动体之间能够安装不同长度的延长段从而满足不同尺寸的模型以及调整处于风洞试验段合适位置的需求。
附图说明
图1是本发明机构的侧视图。
图2是本发明机构实现0°侧滑角的俯视图。
图3是本发明机构实现10°侧滑角的俯视图。
图4(a)是本发明机构中转动体的侧视图。
图4(b)是本发明机构中转动体的俯视图。
图5(a)是本发明机构中转轴的侧视图。
图5(b)是本发明机构中转轴的后视图。
图6(a)是本发明机构中拉杆的侧视图。
图6(b)是本发明机构中拉杆的后视图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细说明。
如图1、图2所示，一种可实现侧滑角连续变化的风洞背支撑机构包括：支臂1、延长段2、压板3、角度楔块4、转轴5、转动体6和拉杆7。如图4(a)、图4(b)所示，转动体6包括柱体和连接臂，为一体结构，柱体端面开有凹槽61，柱体中部开有通孔63，连接臂位于柱体侧面且与通孔63轴线垂直，连接臂端部有连接法兰62；如图5(a)、图5(b)所示，转轴5为一体结构，包括轴身52、套筒54，轴身52位于套筒54侧壁，轴身52的轴线与套筒54的轴线垂直；如图6(a)、图6(b)所示，拉杆7包括头部圆锥和圆柱杆，为一体结构，圆柱杆位于头部圆锥底面中部，圆柱杆上带有键槽71，头部圆锥边缘沿轴向开有凹口72；支臂1一端通过销钉和外部模型连接，另一端与延长段2一端连接，延长段2另一端与转动体6连接，转动体6套在转轴5上，转动体6端部的凹槽61、轴身52端部的缺口51与角度楔块4配合，在两个平面之间楔进不同角度的角度楔块4使转动体6和转轴5成不同的侧滑角，然后用压板3压紧角度楔块4，压板3上有两个镙钉孔分别固定在转动体6和转轴5上，转轴5下部分为套筒54，套在支架9突出的连接柱上，然后装上拉杆7把转轴5固定在支架9上，为了限制机构整体的转动，拉杆7和支架9有键槽71，通过键8进行配合，拉杆7锥头上有凹口72与转动体6上的凸起结构53配合，通过键8和固定凸头9限制了机构绕轴向的滚转。支架9连接柱从套筒54的一端插入，端部卡在套筒54另一端端口内的挡圈处，拉杆7的圆柱杆从套筒54的另一端插入，通过安装在键槽71内的键8与支架9配合，套筒54端部沿壁面伸出的凸起结构53插入凹口72内，使得套筒54、支架9连接柱之间不发生转动。
转动体6中心为空腔圆柱面，套装在转轴5上，转动体6能够绕转轴5连续转动；转动体6和转轴5上端部各加工了一个凹槽61和L型的缺口51，凹槽61和L型的缺口51之间能够楔进不同角度的角度楔块4，使转动体6连接臂的轴线和转轴5的套筒54的轴线之间形成不同的角度β，从而实现不同的侧滑角；当侧滑角为零度时，转动体6和转轴5上端部的凹槽61和缺口51的立面成一定夹角为α0，本实例α0＝0.5°，α0不宜过大，0.2°≤α0≤1°，以方便0°侧滑角时楔块楔入为好。
角度楔块4为楔形结构，角度楔块4两个侧面之间的夹角对应一定的侧滑角，当侧滑角为0°时所需角度楔块4两个侧面之间的夹角为α0，本实例α0＝0.5°，则β≥0°角度所需的角度楔块4两个侧面之间的夹角α＝α0+β；0°≤β≤30°。
不同角度的角度楔块4也对应外部模型不同的侧滑角。从俯视角度看，当转动体6绕转轴5逆时针转动时实现正侧滑角，设从一侧楔入角度楔块5实现的侧滑角β1≥0°，β1＝β，本实例要实现侧滑角0°、4°、8°、10°，因此加工了4个角度楔块4，它们两个侧面的夹角α分别为0.5°、4.5°、8.5°、10.5°，图3是10.5°角度楔块4实现侧滑角10°的示意图。
当角度楔块4的尖部楔入方向不同时，不同角度的角度楔块4也对应外部模型不同的侧滑角。当转动体6绕转轴5逆时针转动时实现正侧滑角，设从一侧楔入角度楔块4实现的侧滑角为β1≥0°，则从另外一侧楔入角度楔块4实现的侧滑角为β2＝-(β1+2α0)＝-(α+α0)，本实例中四个角度楔块若从另外一侧楔入，则实现的侧滑角依次为-1°、-5°、-9°、-11°；本实例支臂1和转动体6之间连接的延长段2的长度为400mm，从而使某进气道试验模型处于风洞试验段观察窗位置；转轴5上设计有固定凸头，与拉杆7上的凹口配合，拉杆7与支架9通过键8配合，从而限制住机构绕轴向的滚转。
以上所述仅为本发明的一个具体实施例子，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作的等同变化、修改与结合均属于本发明保护的范围。
本发明未详细描述的部分属于本领域技术人员公知常识。

Claims (4)

1.一种可实现侧滑角连续变化的风洞背支撑机构，其特征在于，包括：支臂(1)、压板(3)、角度楔块(4)、转轴(5)、转动体(6)；转动体(6)包括柱体和连接臂，为一体结构，柱体端面开有凹槽(61)，柱体中部开有通孔(63)，连接臂位于柱体侧面且与通孔(63)轴线垂直，连接臂端部有连接法兰(62)；转轴(5)为一体结构，包括轴身(52)、套筒(54)，轴身(52)位于套筒(54)侧壁，轴身(52)的轴线与套筒(54)的轴线垂直；支臂(1)一端与连接法兰(62)连接；转动体(6)通过通孔(63)套在轴身(52)上，轴身(52)端部的L型的缺口(51)底面与转动体(6)上的凹槽(61)底面平齐；不同角度的角度楔块(4)安装在凹槽(61)内，两侧分别与凹槽(61)侧壁、缺口(51)侧壁贴紧，使转动体(6)连接臂的轴线和套筒(54)的轴线之间形成不同的夹角β；压板(3)压紧角度楔块(4)，压板(3)上有两个螺钉孔分别固定在转动体(6)和转轴(5)上；套筒(54)套在支架(9)上突出的连接柱上，套筒(54)与支架(9)之间固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种可实现侧滑角连续变化的风洞背支撑机构，其特征在于，还包括拉杆(7)、键(8)；拉杆(7)包括头部圆锥和圆柱杆，为一体结构，圆柱杆位于头部圆锥底面中部，圆柱杆上带有键槽(71)，头部圆锥边缘沿轴向开有凹口(72)；支架(9)连接柱从套筒(54)的一端插入，端部卡在套筒(54)另一端端口内的挡圈处，拉杆(7)的圆柱杆从套筒(54)的另一端插入，通过安装在键槽(71)内的键(8)与支架(9)配合，套筒(54)端部沿壁面伸出的凸起结构(53)插入凹口(72)内，使得套筒(54)、支架(9)连接柱之间不发生转动。
3.根据权利要求1或2所述的一种可实现侧滑角连续变化的风洞背支撑机构，其特征在于：所述角度楔块(4)为楔形结构，各角度楔块(4)的两个侧面之间的夹角α＝α0+β，其中，α0为β＝0°时角度楔块(4)的两个侧面之间的夹角，0.2°≤α0≤1°，0°≤β≤30°。
4.根据权利要求3所述的一种可实现侧滑角连续变化的风洞背支撑机构，其特征在于：所述支臂(1)和转动体(6)之间连接不同长度的延长段(2)。
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