CN114112285B - 一种带连杆滑槽的“x”型节流机构 - Google Patents

Abstract

本发明专利公开了一种带连杆滑槽的“X”型节流机构，具体涉及实验空气动力学技术领域。包括悬空的支撑台，支撑台上设有直线电机，直线电机上连接有移动杆，移动杆的一侧转动连接有第一连杆，移动杆的另一侧开有第一滑槽，第一滑槽滑动连接有与第一连杆转动连接的第二连杆，第二连杆上转动连接有固定设置在支撑台上的支撑座，第二连杆的另一端转动连接有节流连杆，节流连杆上开有与第一连杆滑动连接的第二滑槽，第一连杆上转动连接有固定设置在进气道模型支架上的固定座，节流连杆上远离第二滑槽的一端设有节流锥。采用本发明技术方案解决了高温高速气流对节流装置直接冲刷而引起电机失效的问题，可用于准确评估反压对进气道性能的影响。

Description

一种带连杆滑槽的“X”型节流机构

技术领域

本发明涉及实验空气动力学技术领域，特别涉及一种带连杆滑槽的“X”型节流机构。

背景技术

气道是行器推系的气部件，其水平直接影到机的性能乃至行器的正常行。自起性能作气道的气性能之一，是气道水平的重要考核指。

在洞中展气道自起性能研究，通常采用节流改气道的反，通洞得到气道的抗反能力，根据气道抗反能力得气道的自起性能。

目前，外气道节流中主要采用节流锥方案，进气道模型通过模型底座安装在风洞试验段气流均匀区内，在气道隔离段出口下游，沿隔离段通道中心线方向布置节流锥，在节流锥下游布置动力机构，通力机构轴向推动或抽拉流，实现节流锥的轴向进退(流中心与气道隔离段通道中心重合)，以此改气道出口的堵塞度，而改气道的反大小，据此研究反压对进气道性能的影响。

常规风洞进气道试验中的节流锥技术存在以下不足之处：

1、风洞运行的要求限制了进气道模型的长度，尤其对进气道出口节流装置的迎风面积有限制，而现有节流方案中的动力机构常常布置于节流锥的下游，这就容易导致整个节流机构在当地堵塞度超标。

2、节流装置的动力机构位于进气道出口下游时，节流装置特别是动力机构中的电机直接受到高温高速气流的冲刷，易造成电机失效甚至节流装置损坏；如果对节流装置进行包罩保护，则包罩会再次增大当地的堵塞度，更易导致当地堵塞度超标。

3、为缓解节流装置置于主流中易受损、以及可能导致当地堵塞度超标的问题，曾有方案将动力装置布置在主流之外，然后利用垂直固定在动力机构的滑块(水平方向上运动可控)上的单支臂来带动节流锥，通过控制滑块在水平方向上的进退平动实现节流锥在水平方向的进退平动。此时，如果支臂长度过短，将无法避免试验模型整体长度超标以及节流装置受主流冲刷易损、当地堵塞度增大的问题；如果将支臂长度加长，节流锥受到的气动阻力经由支臂对动力机构的滑块形成较大的扭矩，造成动力机构的卡死或电机丢步，使得通过指令控制电机带动节流锥的进给量与节流锥在试验过程中的实际进给量存在差异，从而影响进气道节流控制的准确性。

发明内容

本发明意在提供一种带连杆滑槽的“X”型节流机构，解决了高温高速气流对节流装置直接冲刷而引起电机失效的问题。

为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：一种带连杆滑槽的“X”型节流机构，包括悬空的支撑台，所述支撑台上设有直线电机，所述直线电机上连接有移动杆，所述移动杆的一侧通过第一活动销轴转动连接有第一连杆，所述移动杆的另一侧开有第一滑槽，所述第一滑槽通过第二活动销轴滑动连接有与所述第一连杆采用第三活动销轴转动连接的第二连杆，所述第二连杆上通过第二活动销轴转动连接有固定设置在所述支撑台上的支撑座，所述第二连杆的另一端通过第五活动销轴转动连接有节流连杆，所述节流连杆上开有与所述第一连杆滑动连接的第二滑槽，所述第一连杆上通过第四活动销轴转动连接有固定设置在进气道模型支架上的固定座，所述节流连杆上远离所述第二滑槽的一端设有节流锥。

进一步的，所述移动杆和所述节流连杆均设有带通孔的导向座，所述移动杆上的导向座固定设置在所述支撑台上，所述移动杆上的导向座的通孔中心、所述第一活动销轴的中心、所述第二活动销轴的中心位于所述移动杆的中轴线上，所述节流连杆上的导向座固定设置在进气道模型支架上，所述节流连杆上的导向座的通孔中心、所述第五活动销轴的中心、所述第四活动销轴的中心位于所述节流连杆的中轴线上。

进一步的，所述移动杆的中轴线与所述节流连杆的中轴线平行且位于同一竖直平面内。

与现有技术相比，本方案的有益效果：

1、本方案将进气道节流试验控制中的平动转化为平行于节流方向的异地直线上的平动；通过控制异地直线上的平动来实现对进气道的节流控制。

2、本方案对常规风洞进气道试验进行节流控制，可以达到以下效果：①可以缩短试验模型整体的长度从而避免进气道模型对风洞扩压器形成堵塞，②可以避免高温高速气流造成动力机构的电机失效，③可以减小节流锥支杆的扭矩避免带动力机构的电机丢步，④机构动态可调，节流位置可控。

附图说明

图1是本发明一种带连杆滑槽的“X”型节流机构零位时的结构示意图；

图2是本实施例中退锥状态的结构示意图；

图3是本实施例中进锥状态的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

说明书附图中的附图标记包括：支撑台1、直线电机2、移动杆3、导向座4、第一活动销轴5、第一连杆6、第一滑槽7、第二连杆8、第三活动销轴9、第二活动销轴10、支撑座11、节流连杆12、第二滑槽13、第四活动销轴14、固定座15、第五活动销轴16、节流锥17。

实施例

如附图1所示，一种带连杆滑槽的“X”型节流机构，包括悬空设置的支撑台1，支撑台1的左侧设有直线电机2，直线电机2上连接有移动杆3，移动杆3上设有固定在支撑台1上的导向座4。移动杆3的左侧通过第一活动销轴5转动连接有第一连杆6，移动杆3的右侧开有第一滑槽7，第一滑槽7内滑动连接有与第一连杆6中部转动连接的第二连杆8，第二连杆8与第一连杆6通过第三活动销轴9连接。第二连杆8的下端通过第二活动销轴10转动连接有固定设置在支撑台1上的支撑座11。第二连杆8的上端转动连接有节流连杆12，节流连杆12的右侧开有与第一连杆6滑动连接的第二滑槽13，第一连杆6的上端通过第四活动销轴14转动连接有固定设置在进气道模型支架上的固定座15。节流连杆12上滑动连接有固定设置在进气道模型支架上的导向座4，每个导向座4上均开有通孔，移动杆3上的导向座4的通孔中心、第一活动销轴5的中心、第二活动销轴10的中心位于移动杆3的中轴线上。节流连杆12的左侧通过第五活动销轴16与第二连杆8转动连接，节流连杆12上的导向座4的通孔中心第五活动销轴16的中心、第四活动销轴14的中心位于节流连杆12的中轴线上，节流连杆12的左端焊接有节流锥17。移动杆3的中轴线与节流连杆12的中轴线相互平行且位于同一竖直平面内。

本方案中各个部件的长度单位均相同，且均采用mm作为单位。

定义节流锥17的零位：

当第二活动销轴10处于第一滑槽7的中部位置时，节流锥17的位置为零位；

第三活动销轴9与第一活动销轴5的中心距为a，第三活动销轴9与第四活动销轴14的中心距为b；

第四活动销轴14、第五活动销轴16的中心距为l，节流锥17的锥位变化为Δl，则Δl>0表示节流锥17向进气道隔离段出口端平移的距离即进锥量，Δl<0表示节流锥17远离进气道隔离段出口端平移的距离即退锥量；

第一活动销轴5、第二活动销轴10的中心距为d，移动杆3运动距离为Δd，则Δd>0表示移动杆3向左运动的平动距离，Δd<0表示移动杆3向右运动的平动距离。

由“X”型节流机构形成的两个对顶三角形相似易得d与l之间的长度关系，如下式所示：

对上式两边取时间的导数，再对同样一段时间积分，则可得到相同的时间内移动杆3运动距离Δd与节流锥17的锥位变化Δl关系，如下式所示：

根据进气道节流控制的需要确定节流锥17的锥位变化量Δl后，可以按照上式计算出移动杆3的运动距离Δd，根据Δd对直线电机2进行精确控制，从而达到准确控制节流锥17的平移量，在常规风洞试验中实现对进气道的有效节流。

本方案的工作过程：

如图2所示，当直线电机2带动移动杆3在导向座4和支撑座11的限位下向右移动时，此时第一连杆6和第二连杆8均绕第三活动销轴9转动，第一连杆6和第二连杆8相互靠近，由于固定座15的限制使得第四活动销轴14的水平位置固定不动，因此第五活动销轴16带动设在节流连杆12左侧的节流锥17沿节流连杆12的中轴线向远离进气道隔离段出口方向移动，实现了对进气道的节流退锥。

如图3所示，当直线电机2带动移动杆3在导向座4和支撑座11的限位下向左移动时，此时第一连杆6和第二连杆8均绕第三活动销轴9转动，第一连杆6和第二连杆8相互分离，由于固定座15的限制使得第四活动销轴14的水平位置固定不动，因此第五活动销轴16带动设在节流连杆12左侧的节流锥17沿节流连杆12的中轴线向进气道隔离段出口方向移动，实现了对进气道的节流进锥。

在试验过程中，节流连杆12因导向座4和固定座15的限位而只能在进气道隔离段出口方向上做直线运动。同时进气道试验模型无论是变攻角或侧滑角，上述节流机构都随进气道试验模型一起运动。

以上的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构和/或特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (2)

1.一种带连杆滑槽的“X”型节流机构，其特征在于：包括悬空的支撑台，所述支撑台上设有直线电机，所述直线电机上连接有移动杆，所述移动杆的一侧通过第一活动销轴转动连接有第一连杆，所述移动杆的另一侧开有第一滑槽，所述第一滑槽通过第二活动销轴滑动连接有与所述第一连杆采用第三活动销轴转动连接的第二连杆，所述第二连杆上通过第二活动销轴转动连接有固定设置在所述支撑台上的支撑座，所述第二连杆的另一端通过第五活动销轴转动连接有节流连杆，所述节流连杆上开有与所述第一连杆滑动连接的第二滑槽，所述第一连杆上通过第四活动销轴转动连接有固定设置在进气道模型支架上的固定座，所述节流连杆上远离所述第二滑槽的一端设有节流锥；

所述移动杆和所述节流连杆均设有带通孔的导向座，所述移动杆上的导向座固定设置在所述支撑台上，所述移动杆上的导向座的通孔中心、所述第一活动销轴的中心、所述第二活动销轴的中心位于所述移动杆的中轴线上，所述节流连杆上的导向座固定设置在进气道模型支架上，所述节流连杆上的导向座的通孔中心、所述第五活动销轴的中心、所述第四活动销轴的中心位于所述节流连杆的中轴线上。

2.根据权利要求1所述的一种带连杆滑槽的“X”型节流机构，其特征在于：所述移动杆的中轴线与所述节流连杆的中轴线平行且位于同一竖直平面内。