CN108195550A - 模型投放分离改进型风洞试验机构 - Google Patents

Abstract

模型投放分离改进型风洞试验机构，母弹(1)沿轴向对称设计子弹槽(1‑1)，子弹(2)放置在子弹槽(1‑1)内；从子弹槽内沿母弹径向加工弹簧盲孔(1‑2)，母弹轴向垂直弹簧盲孔轴向方向设计勒紧块槽，从弹簧盲孔(1‑2)底部穿过勒紧块槽加工捆绑绳索通孔(1‑3)；勒紧块(4)放置在上述勒紧块槽中，勒紧块槽底部设置拉紧螺栓通孔(1‑5)；弹簧(3)位于弹簧盲孔(1‑2)内，捆绑绳索(6)穿过捆绑绳索通孔(1‑3)以及勒紧块(4)，拉紧螺栓(9)穿过螺栓通孔与勒紧块螺接；通过拉紧螺栓(9)调节勒紧块在勒紧块槽内的深度，使得捆绑绳索(6)将子弹调整到预设的安装位置；左盖板(7)压紧在拉紧螺栓(9)外端面，右盖板(8)安装在勒紧块槽外端面，通过左盖板(7)、右盖板(8)保证母弹几何外形。

Description

模型投放分离改进型风洞试验机构

技术领域

本发明涉及风洞试验模型支撑及投放，尤其涉及一种模型投放分离改进型风洞试验机构，属于航空航天工程领域。

背景技术

投放分离试验是一种特殊的风洞试验，而其中较为常见的应属子母弹分离试验。子母弹的杀伤性很大程度上依赖于子弹的布撒效果。如何有效的布撒子弹、使其能够到达预设的布撒位置是子母弹研制的重要环节。

以往子母弹自由飞分离试验装置甚至投放分离类试验装置存在的问题有以下几个方面：

(1)由于以往技术缺陷，模型安装好之后会偏离预先安装位置，导致试验数据不可信。以往试验装置使模型安装不在预先设计的位置。这将改变整个母弹模型的气动外形，而风洞试验最重要相似便是外形相似。此类问题在进行抛壳片试验时变得尤为突出，正常壳片与模型外形完全一致、过度平滑，而以往试验技术必定引起绳索变长，绳索变长必定导致壳片与模型相接处产生凸台甚至整个壳片突出于模型外部，这都会导致试验数据的不可信，试验无法进行，甚至项目最终无法验收。这一缺陷是致命的，必须对以往试验机构进行改进。

(2)捆绑绳索穿过子弹或壳片内部，分离过程绳索长时间阻碍模型自由运动。解锁的理想情况是较粗的绳索同时拉断左右两根捆绑绳索，而真实情况往往不会如此，而是只拉断一根而另一根从模型孔中抽出，抽出必然有摩擦阻力，影响子弹或壳片的正常自由运动，导致试验数据不可信。

(3)绳结与子弹或壳片运动干涉，影响其分离轨迹，导致试验数据不可信。以往试验机构使用一根较粗绳索拉断捆绑绳索，而捆绑绳索必然有绳结存在，子弹或壳片是上下对称分布，捆绑绳索拉断后绳结向上或向下运动，必定卡在母弹通孔及子弹或壳片通孔外，从而阻碍子弹或壳片的自由分离，影响其分离轨迹，导致试验数据不可信。

(4)完全手工安装费时费力，且安装效果不佳。自由飞分离模型受风洞尺寸限制往往较小，有些分离块甚至比小拇指的指甲盖还小，其固定用的铁丝细如头发丝。以往试验技术完全靠手工安装，手工勒紧细小铁丝极为困难，加之操作空间有限，安装更加困难，一次试验经常需进行反复安装才能差强人意，且效率极低，此试验方法不适合大规模试验。因此需进行改进，以提高风洞试验效率，节约成本。

(5)解锁装置粗笨，解锁失败率较高。以往试验方案使用较粗绳索来拉断较细绳索，原理虽然简单，但仍有失败的可能，试验失败将浪费大量人力物力，特别是宝贵的试验模型，因此需对解锁装置进行改进。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种模型投放分离改进型风洞试验机构，该机构在风洞流场稳定后，将固定在母弹内的子弹或壳片按照预设的分离速度及姿态弹射出去，能够研究子弹及母弹在分离过程中的气动力特性及运动特性。

本发明的技术解决方案是：模型投放分离改进型风洞试验机构，包括母弹、子弹、弹簧、勒紧块、捆绑绳索、左盖板、右盖板、拉紧螺栓；

母弹沿轴向对称设计子弹槽，子弹放置在子弹槽内；从子弹槽内沿母弹径向加工弹簧盲孔，母弹轴向垂直弹簧盲孔轴向方向设计勒紧块槽，从弹簧盲孔底部穿过勒紧块槽加工捆绑绳索通孔；勒紧块放置在上述勒紧块槽中，勒紧块槽底部设置拉紧螺栓通孔；

弹簧位于弹簧盲孔内，捆绑绳索穿过捆绑绳索通孔以及勒紧块，拉紧螺栓穿过螺栓通孔与勒紧块螺接；通过拉紧螺栓调节勒紧块在勒紧块槽内的深度，使得捆绑绳索将子弹调整到预设的安装位置；左盖板压紧在拉紧螺栓外端面，右盖板安装在勒紧块槽外端面，通过左盖板、右盖板保证母弹几何外形。

进一步的，还包括环刀，捆绑绳索穿过环刀，环刀绳索沿母弹轴向伸向母弹后方。

进一步的，弹簧盲孔轴线与母弹轴线垂直相交，捆绑绳索通孔轴线与母弹轴线垂直且不相交。

进一步的，弹簧盲孔轴线与捆绑绳索通孔轴线之间的距离等于捆绑绳索通孔的半径。

进一步的，捆绑绳索通孔直径小于弹簧盲孔半径，但大于捆绑绳索直径的2倍。

进一步的，在子弹靠近母弹轴线的一侧设置子弹环，用于连接捆绑绳索；子弹环的轴向与母弹轴线垂直。

进一步的，捆绑绳索的绳结位于两个子弹环及勒紧块一侧。

进一步的，所述的勒紧块主体为中空的四边形结构，四边形一侧加工勒紧块螺纹孔，与勒紧块螺纹孔正对一侧的外端面设置凸台，凸台上加工绳索通孔，另外两侧设置两个位平面，通过位平面与勒紧块槽接触。

进一步的，环刀为圆环结构，中心圆环为封闭的刀刃。

进一步的，中心圆环与穿过的绳索间隙8配合。

本发明与现有技术相比有益效果为：

(1)本发明通过勒紧块，将偏离预设位置的模型调节回预设位置。克服了由于手工勒绳索不可能完全勒紧，以及绳结处受弹簧力会有些许松动的缺陷。也就保证了整个母弹模型的气动外形，保证了外形相似。确保试验数据的可信性。

(2)本发明缩短捆绑绳索穿过子弹及壳片的长度，最大程度减小分离时捆绑绳索对模型运动的影响。将模型通孔改为挂环，缩短了绳索的相对运动长度，减小了捆绑绳索对子弹或壳片自由运动的影响，提高了试验数据的可信度。

(3)消除了绳结对子弹或壳片运动的干扰，保证其分离完全自由。将有绳结一端保留在拉紧装置一侧，触发时只切断无绳结一端，绳结一端相对于子弹不运动，从而消除了绳结对分离的影响。

(4)安装方便，提高了模型安装效率。模型粗装后便可旋动拉紧螺栓调节模型位置，从而将模型快速调节到预设位置上。不仅效率极高，而且效果好。可提高风洞试验效率，节约成本。

(5)使用环刀切断勒紧绳索，提高了试验的成功率。改用环刀不仅可防止气流振动引起的刀具离位，更可使机构解锁更加可靠，同样提高了试验的成功率，节约试验成本。

综上，本发明能够消除以往试验装置带来的安装不到位问题，保证模型安装位；削弱了捆绑绳索穿过模型带来的分离干扰；消除了绳结与模型运动相干涉的问题；便于安装，提高了试验效率；提高解锁装置的可靠性，从而提高了试验的成功率。。

附图说明

图1为本发明整体示意图；

图2为本发明机构全剖示意图；

图3为本发明机构未拉紧状态对称面全剖示意图；

图4为本发明机构拉紧状态对称面全剖示意图；

图5为本发明机构未拉紧状态轴向全剖示意图；

图6为本发明机构拉紧状态轴向全剖示意图；

图7为本发明机构中子弹挂环细节图；

图8为本发明机构中母弹轴向全剖示意图；

图9为本发明拉紧块示意图；

图10为本发明环刀细节图。

具体实施方式

下面结合附图进一步阐述本发明。

参见图1～图10所示：子弹2分布在母弹1两侧，呈对称分布。如图8所示，母弹1沿轴向对称设计子弹槽1-1；从子弹槽内沿母弹径向加工弹簧盲孔1-2，母弹轴向垂直弹簧盲孔轴向方向设计勒紧块槽，从弹簧盲孔1-2底部穿过勒紧块槽加工捆绑绳索通孔1-3。如图9所示，勒紧块4主体为中空的四边形结构，四边形一侧加工勒紧块螺纹孔4-3，与勒紧块螺纹孔正对一侧的外端面设置凸台，凸台上加工绳索通孔4-1，另外两侧设置两个位平面4-4，通过位平面与勒紧块槽接触。

模型安装好后要求子弹2紧贴母弹子弹槽1-1底部，弹簧3位于母弹1及子弹2中间的弹簧盲孔1-2内，弹簧盲孔1-2轴线与母弹1轴线垂直相交。弹簧盲孔1-2底部有捆绑绳索通孔1-3，且捆绑绳索通孔1-3轴线与母弹1轴线垂直不相交，二者轴线距离等于捆绑绳索通孔1-3半径，以保证捆绑绳索6勒紧时子弹2位置不跑偏。且捆绑绳索通孔1-3直径小于弹簧盲孔1-2半径，但大于捆绑绳索6直径的2倍，以保证捆绑绳索6可自由抽拉。捆绑绳索6穿过勒紧块4的绳索通孔4-1，绳索通孔4-1端部有倒角4-2，位平面4-4与母弹1的母弹平面1-4形成面接触配合，拉紧螺栓9穿过拉紧螺栓通孔1-5拧在勒紧块螺纹孔4-3上，旋转拉紧螺栓9可使勒紧块4沿拉紧螺栓通孔1-5轴线运动。安装好的左盖板7可压紧拉紧螺栓9，从而完全限制其自由运动。

试验开始前模型安装方法如下：将子弹2及弹簧3对称摆放在母弹1两侧，将捆绑绳索依次穿过绳索通孔4-1、捆绑绳索通孔1-3、弹簧3、子弹环2-1、弹簧3、捆绑绳索通孔1-3、环刀5、捆绑绳索通孔1-3、弹簧3、子弹环2-1、弹簧3、捆绑绳索通孔1-3，将捆绑绳索6尽量系紧，此时绳结必然在绳索通孔4-1、捆绑绳索通孔1-3之间的位置，保证触发时只切断无绳结一端，绳结一端相对于子弹不运动，从而消除了绳结对分离的影响。拉紧螺栓9穿过拉紧螺栓通孔1-5拧在勒紧块螺纹孔4-3上，此时装置效果如图3、图5所示，由于手工无法完全勒紧绳索，在去掉子弹压紧力后，绳索必然出现松弛量，子弹2并不在期望的安装位上。

上述缺陷可通过旋转拉紧螺栓9来消除。将绳结6-1旋转拉紧螺栓9可使勒紧块4沿拉紧螺栓通孔1-5轴线运动，带动捆绑绳索6一起运动，从而勒紧捆绑绳索6、将子弹2拉回预设位置，满足试验设计要求。加装左盖板7和右盖板8，此时装置效果如图6、图8所示。

试验开始时，拉紧环刀绳索5-1使环刀5切断捆绑绳索6，从而释放子弹2，通过子弹环2-1的捆绑绳索6只需抽拉出很短的绳索变可使子弹2完全自由。试验结束。由于加装了勒紧块，模型安装到位不再仅靠手工勒紧，从而可大大提高模型安装、风洞试验效率。环刀的5构型如图10所示，为圆环结构，中心圆环为封闭的刀刃，中心圆环与穿过的绳索间隙配合。

以上对本发明的优选实施方式进行了说明，但本发明并不限定于上述实施例。对本领域的技术人员来说，在权利要求书所记载的范畴内，显而易见地能够想到各种变更例或者修正例，当然也属于本发明的技术范畴。

本发明未详细说明部分属于本领域技术人员公知常识。

Claims (10)

1.模型投放分离改进型风洞试验机构，其特征在于：包括母弹(1)、子弹(2)、弹簧(3)、勒紧块(4)、捆绑绳索(6)、左盖板(7)、右盖板(8)、拉紧螺栓(9)；

母弹(1)沿轴向对称设计子弹槽(1-1)，子弹(2)放置在子弹槽(1-1)内；从子弹槽内沿母弹径向加工弹簧盲孔(1-2)，母弹轴向垂直弹簧盲孔轴向方向设计勒紧块槽，从弹簧盲孔(1-2)底部穿过勒紧块槽加工捆绑绳索通孔(1-3)；勒紧块(4)放置在上述勒紧块槽中，勒紧块槽底部设置拉紧螺栓通孔(1-5)；

弹簧(3)位于弹簧盲孔(1-2)内，捆绑绳索(6)穿过捆绑绳索通孔(1-3)以及勒紧块(4)，拉紧螺栓(9)穿过螺栓通孔与勒紧块螺接；通过拉紧螺栓(9)调节勒紧块在勒紧块槽内的深度，使得捆绑绳索(6)将子弹调整到预设的安装位置；左盖板(7)压紧在拉紧螺栓(9)外端面，右盖板(8)安装在勒紧块槽外端面，通过左盖板(7)、右盖板(8)保证母弹几何外形。

2.根据权利要求1所述的机构，其特征在于：还包括环刀(5)，捆绑绳索(6)穿过环刀(5)，环刀绳索沿母弹轴向伸向母弹后方。

3.根据权利要求1所述的机构，其特征在于：弹簧盲孔(1-2)轴线与母弹(1)轴线垂直相交，捆绑绳索通孔(1-3)轴线与母弹(1)轴线垂直且不相交。

4.根据权利要求3所述的机构，其特征在于：弹簧盲孔(1-2)轴线与捆绑绳索通孔(1-3)轴线之间的距离等于捆绑绳索通孔(1-3)的半径。

5.根据权利要求1所述的机构，其特征在于：捆绑绳索通孔(1-3)直径小于弹簧盲孔(1-2)半径，但大于捆绑绳索(6)直径的2倍。

6.根据权利要求1或2所述的机构，其特征在于：在子弹靠近母弹轴线的一侧设置子弹环(2-1)，用于连接捆绑绳索(6)；子弹环的轴向与母弹轴线垂直。

7.根据权利要求6所述的机构，其特征在于：捆绑绳索(6)的绳结(6-1)位于两个子弹环及勒紧块一侧。

8.根据权利要求1所述的机构，其特征在于：所述的勒紧块(4)主体为中空的四边形结构，四边形一侧加工勒紧块螺纹孔(4-3)，与勒紧块螺纹孔正对一侧的外端面设置凸台，凸台上加工绳索通孔(4-1)，另外两侧设置两个位平面，通过位平面与勒紧块槽接触。

9.根据权利要求1所述的机构，其特征在于：环刀(5)为圆环结构，中心圆环为封闭的刀刃。

10.根据权利要求9所述的机构，其特征在于：中心圆环与穿过的绳索间隙配合。