CN114543586B - 一种管式发射入水试验的高压尾气影响消除机构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种管式发射入水试验的高压尾气影响消除机构，包括卡环结构、支撑杆、触发结构、扰流板结构、拉簧、卡环支耳；初始状态时，旋转扰流板结构，使扰流板位于炮管出口上方；所述触发环支杆与支杆限位台阶接触，使拉簧处于拉伸状态；试验模型通过炮管出口时挤压触发面，使触发结构绕支撑杆转动，触发环支杆与支杆限位台阶脱离；所述扰流板结构在拉簧收缩作用下转动，当扰流板与扰流板限位杆接触时扰流板结构停止转动，扰流板位于炮管出口前方诱导气流发生偏转。本发明具有触发可靠性高、瞬时响应、可重复使用等优点，可有效消除发射管口高速气流对入水流场的干扰。

Description

一种管式发射入水试验的高压尾气影响消除机构
技术领域
本发明属于高速发射技术领域，具体涉及一种高压尾气影响消除机构。
背景技术
近年来，基于压缩空气动力建立的大尺度管式发射装置与试验系统，成为了高速入水相关研究的重要、经济试验手段。
采用以压缩空气为动力的管式发射装置进行试验，在试验模型入水后，高压空气持续从发射管口喷出并作用于模型入水区域，对高速入水过程的流场演变产生显著干扰，导致试验结果与实际的物理过程存在显著差异，试验结果无法反应真实的入水过程。为解决高压尾气显著影响试验模型入水流场的难题，需要在试验模型离管后约100毫秒内自动将管口遮挡或诱导尾气偏转，从而减少对入水过程的影响。相关试验研究提出了在炮管末段壁面设置排气孔的改善措施，但其效果不够显著，目前尚未出现有效的解决技术，缺乏一种试验模型离管后自动将炮管尾气遮挡或偏转的安全、可靠、可重复利用的扰流结构。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种管式发射入水试验的高压尾气影响消除机构，包括卡环结构、支撑杆、触发结构、扰流板结构、拉簧、卡环支耳；初始状态时，旋转扰流板结构，使扰流板位于炮管出口上方；所述触发环支杆与支杆限位台阶接触，使拉簧处于拉伸状态；试验模型通过炮管出口时挤压触发面，使触发结构绕支撑杆转动，触发环支杆与支杆限位台阶脱离；所述扰流板结构在拉簧收缩作用下转动，当扰流板与扰流板限位杆接触时扰流板结构停止转动，扰流板位于炮管出口前方诱导气流发生偏转。本发明具有触发可靠性高、瞬时响应、可重复使用等优点，可有效消除发射管口高速气流对入水流场的干扰。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：
一种管式发射入水试验的高压尾气影响消除机构，包括卡环结构、支撑杆、触发结构、扰流板结构、触发环、拉簧、卡环支耳、支耳螺母、支撑杆螺母、限位螺母和拉簧螺母；
所述卡环结构包括卡环和扰流板限位杆，卡环结构两侧对称各设置一个支耳安装孔，卡环结构封口处设置支撑杆安装孔，所述扰流板限位杆一端固定在卡环上，另一端延伸到炮管下方；所述触发结构包括触发环支杆和触发面，所述触发环支杆和触发面成夹角固定在一个空心圆柱体上，所述空心圆柱体中间的孔为触发结构安装孔，所述触发面延伸到炮管前方；所述扰流板结构包括两个支杆和扰流板，所述扰流板固定在两个支杆之间远离支杆末端的位置，一个支杆末端设置触发环安装孔，另一个支杆的中部设置拉簧安装支耳，两个支杆的末端各设置一个扰流板安装孔；所述触发结构包括触发环中心孔、触发环定位孔和支杆限位台阶；
所述卡环套接在炮管上，所述支撑杆穿过支撑杆安装孔，所述支撑杆螺母有两个，分别从支撑杆两端穿入支撑杆，将卡环紧固在炮管上；
所述触发结构通过触发结构安装孔套接在支撑杆上；
所述触发环与扰流板结构的一个支杆通过触发环安装孔和触发环定位孔固定连接；所述卡环支耳有两个，一个卡环支耳通过扰流板安装孔、触发环中心孔、支耳安装孔将扰流板结构一个支杆、触发环和卡环结构连接在一起，另一个卡环支耳通过扰流板安装孔、支耳安装孔将扰流板结构另一个支杆和卡环结构连接在一起；所述支耳螺母有两个，各安装在一个卡环支耳最外端；所述支耳螺母与扰流板结构之间留有间隙，使扰流板结构能够自由转动；
所述拉簧一端套接在支撑杆上，另一端套接在拉簧安装支耳上；所述拉簧安装支耳末端安装拉簧螺母，所述拉簧螺母与拉簧之间留有间隙；所述支撑杆两端各安装一个限位螺母进行限位，所述两端的限位螺母分别与拉簧和触发结构之间留有间隙；
初始状态时，旋转扰流板结构，使扰流板位于炮管出口上方；所述触发环支杆与支杆限位台阶接触，使拉簧处于拉伸状态；试验模型通过炮管出口时挤压触发面，使触发结构绕支撑杆转动，触发环支杆与支杆限位台阶脱离；所述扰流板结构在拉簧收缩作用下转动，当扰流板与扰流板限位杆接触时扰流板结构停止转动，扰流板位于炮管出口前方诱导气流发生偏转。
优选地，所述卡环内径与炮管外径一致，卡环沿炮管轴线方向长度不小于50mm，卡环壁厚不小于5mm。
优选地，所述支撑杆安装孔长度不小于30mm；
优选地，所述安装扰流板结构不与炮管干涉。
优选地，所述支耳螺母与扰流板结构之间留有1mm间隙。
优选地，所述限位螺母与触发结构、拉簧之间均留有1mm间隙；述拉簧螺母和拉簧之间留有1mm间隙。
优选地，所述触发面距离炮管轴线最短距离与炮管内径相比小2～4mm。
优选地，所述支耳螺母、支撑杆螺母、限位螺母和拉簧螺母采用相同规格。
优选地，所述支撑杆、卡环支耳与拉簧安装支耳的螺纹参数相同。
本发明的有益效果如下：
1)本发明提出了一种管式发射入水试验的高压尾气影响消除机构，试验模型发射离管时触发扰流结构，在弹簧拉力作用下扰流板在100毫秒时间范围内转动至管口前方，诱导高速喷出的气流发生偏转，该机构具有触发可靠性高、瞬时响应、可重复使用等优点，可有效消除发射管口高速气流对入水流场的干扰。
2)本发明提出了一种可瞬时响应的扰流结构设计方法，该结构响应迅速、触发后高压尾气促使扰流板转动诱导尾气迅速发生偏转、结构安全可靠，可直接推广至其他需快速响应的结构设计。
附图说明
图1为本发明高压尾气影响消除机构总体图，其中(a)正视图，(b)后视图，(c)仰视图。
图2为本发明卡环结构视图，其中(a)正视图，(b)左视图。
图3为本发明触发结构视图，其中(a)正视图，(b)左视图。
图4为本发明扰流板结构视图，其中(a)正视图，(b)左视图，(c)后视图。
图5为本发明触发结构视图。
其中：1、炮管 2、卡环结构 3、支撑杆 4、触发结构 5、扰流板结构 6、触发环 7、拉簧 8、卡环支耳 9、支耳螺母 10、支撑杆螺母 11、限位螺母 12、拉簧螺母 201、卡环 202、支耳安装孔 203、支撑杆安装孔 204、扰流板限位杆 401、触发结构安装孔 402、触发环支杆 403、触发面 501、扰流板 502、扰流板安装孔 503、触发环安装孔 504、拉簧安装支耳601、触发环中心孔 602、触发环定位孔 603、支杆限位台阶。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
本发明的目的在于提供一种管式发射入水试验的高压尾气影响消除机构，用于开展试验的发射系统结构设计，尾气影响消除机构具有瞬时自动遮挡尾气、偏转流动方向、安全可靠的特点。
一种管式发射入水试验的高压尾气影响消除机构，包括卡环结构2、支撑杆3、触发结构4、扰流板结构5、触发环6、拉簧7、卡环支耳8、支耳螺母9、支撑杆螺母10、限位螺母11和拉簧螺母12；
所述卡环结构2包括卡环201和扰流板限位杆204，卡环结构2两侧对称各设置一个支耳安装孔202，卡环结构2封口处设置支撑杆安装孔203，所述扰流板限位杆204一端固定在卡环201上，另一端延伸到炮管1下方；所述触发结构4包括触发环支杆402和触发面403，所述触发环支杆402和触发面403成夹角固定在一个空心圆柱体上，所述空心圆柱体中间的孔为触发结构安装孔401，所述触发面403延伸到炮管1前方；所述扰流板结构5包括两个支杆和扰流板501，所述扰流板501固定在两个支杆之间远离支杆末端的位置，一个支杆末端设置触发环安装孔503，另一个支杆的中部设置拉簧安装支耳504，两个支杆的末端各设置一个扰流板安装孔502；所述触发结构6包括触发环中心孔601、触发环定位孔602和支杆限位台阶603；
所述卡环201套接在炮管1上，所述支撑杆3穿过支撑杆安装孔203，所述支撑杆螺母10有两个，分别从支撑杆3两端穿入支撑杆，将卡环201紧固在炮管1上；
所述触发结构4通过触发结构安装孔401套接在支撑杆3上；
所述触发环6与扰流板结构5的一个支杆通过触发环安装孔503和触发环定位孔602固定连接；所述卡环支耳8有两个，一个卡环支耳8通过扰流板安装孔502、触发环中心孔601、支耳安装孔202将扰流板结构5一个支杆、触发环6和卡环结构2连接在一起，另一个卡环支耳8通过扰流板安装孔502、支耳安装孔202将扰流板结构5另一个支杆和卡环结构2连接在一起；所述支耳螺母9有两个，各安装在一个卡环支耳8最外端；所述支耳螺母9与扰流板结构5之间留有间隙，使扰流板结构5能够自由转动；
所述拉簧7一端套接在支撑杆3上，另一端套接在拉簧安装支耳504上；所述拉簧安装支耳504末端安装拉簧螺母12，所述拉簧螺母12与拉簧7之间留有间隙；所述支撑杆3两端各安装一个限位螺母11进行限位，所述两端的限位螺母11分别与拉簧7和触发结构4之间留有间隙；
初始状态时，旋转扰流板结构5，使扰流板501位于炮管1出口上方；所述触发环支杆402与支杆限位台阶603接触，使拉簧7处于拉伸状态；试验模型通过炮管1出口时挤压触发面403，使触发结构4绕支撑杆3转动，触发环支杆402与支杆限位台阶603脱离；所述扰流板结构5在拉簧7收缩作用下转动，当扰流板501与扰流板限位杆204接触时扰流板结构5停止转动，扰流板501位于炮管1出口前方诱导气流发生偏转。
优选地，所述卡环201内径与炮管1外径一致，卡环201沿炮管1轴线方向长度不小于50mm，卡环201壁厚不小于5mm。
优选地，所述支撑杆安装孔203长度不小于30mm；
优选地，所述安装扰流板结构5不与炮管1干涉。
优选地，所述支耳螺母9与扰流板结构5之间留有1mm间隙。
优选地，所述限位螺母11与触发结构4、拉簧7之间均留有1mm间隙；述拉簧螺母12和拉簧7之间留有1mm间隙。
优选地，所述触发面403距离炮管1轴线最短距离与炮管1内径相比小2～4mm。
优选地，所述支耳螺母9、支撑杆螺母10、限位螺母11和拉簧螺母12采用相同规格。
优选地，所述支撑杆3、卡环支耳8与拉簧安装支耳504的螺纹参数相同。
具体实施例：
结合图1至图5，本发明提出的一种管式发射入水试验的高压尾气影响消除机构，主体结构包括卡环结构2、支撑杆3、触发结构4、扰流板结构5、触发环6、拉簧7、卡环支耳8、支耳螺母9、支撑杆螺母10、限位螺母11、拉簧螺母12，卡环结构2的组成包括卡环201、支耳安装孔202、支撑杆安装孔203、扰流板限位杆204，触发结构4的组成包括触发结构安装孔401、触发环支杆402、触发面403，扰流板结构5的组成包括扰流板501、扰流板安装孔502、触发环安装孔503、拉簧安装支耳504，触发结构6的组成包括触发环中心孔601、触发环定位孔602、支杆限位台阶603。
卡环201内径与炮管1外径一致，利用卡环201将卡环结构2套接于炮管1，卡环201沿炮管1轴线方向长度一般不小于50mm，壁厚一般不小于5mm，调整卡环结构2沿炮管1的轴向位置，使安装扰流板结构5不与炮管1干涉，将支撑杆3与卡环结构2通过支撑杆安装孔203连接，并利用支撑杆螺母10紧固，支撑杆安装孔203长度一般不小于30mm，将触发环6与扰流板结构5通过触发环安装孔503和触发环定位孔602连接固定，扰流板结构5与卡环结构2通过卡环支耳8连接，卡环支耳8通过扰流板安装孔502、触发环中心孔601与支耳安装孔202连接，将支耳螺母9安装于卡环支耳8固定扰流板结构5，支耳螺母9不可拧紧，以防止扰流板结构5无法转动，应留有1mm间隙，触发结构4通过触发结构安装孔401套接于支撑杆3，拉簧7两侧分别套接于支撑杆3和拉簧安装支耳504，限位螺母11安装于支撑杆3两侧，拉簧螺母12安装于拉簧安装支耳504，限位螺母11和拉簧螺母12不可拧紧，，应留有1mm间隙，旋转扰流板结构5，使扰流板501全部位于炮口上方一定距离，从而对试验模型无遮挡，使触发环支杆402与支杆限位台阶603接触，且触发环支杆402末端接触面沿触发环6的径向长度一般为2mm至4mm，触发面403位于炮管1出口前方，且其距离炮管1轴线最短距离与炮管1内径相比小2～4mm，试验模型通过炮管1出口时将挤压触发面403，致使触发环支杆402绕支撑杆3转动，且触发环支杆402与支杆限位台阶603脱离接触，拉簧7作用下扰流板结构5转动，当扰流板501与扰流板限位杆204接触时扰流板结构5停止转动，扰流板501位于炮口前方诱导气流发生偏转。为保证结构强度以及简化配套螺母种类，可设置支撑杆3、卡环支耳8与拉簧安装支耳504为相同的螺纹参数，同时支耳螺母9、支撑杆螺母10、限位螺母11和拉簧螺母12采用相同规格即可。

Claims (9)

1.一种管式发射入水试验的高压尾气影响消除机构，其特征在于，包括卡环结构、支撑杆、触发结构、扰流板结构、触发环、拉簧、卡环支耳、支耳螺母、支撑杆螺母、限位螺母和拉簧螺母；
所述卡环结构包括卡环和扰流板限位杆，卡环结构两侧对称各设置一个支耳安装孔，卡环结构封口处设置支撑杆安装孔，所述扰流板限位杆一端固定在卡环上，另一端延伸到炮管下方；所述触发结构包括触发环支杆和触发面，所述触发环支杆和触发面成夹角固定在一个空心圆柱体上，所述空心圆柱体中间的孔为触发结构安装孔，所述触发面延伸到炮管前方；所述扰流板结构包括两个支杆和扰流板，所述扰流板固定在两个支杆之间远离支杆末端的位置，一个支杆末端设置触发环安装孔，另一个支杆的中部设置拉簧安装支耳，两个支杆的末端各设置一个扰流板安装孔；所述触发结构包括触发环中心孔、触发环定位孔和支杆限位台阶；
所述卡环套接在炮管上，所述支撑杆穿过支撑杆安装孔，所述支撑杆螺母有两个，分别从支撑杆两端穿入支撑杆，将卡环紧固在炮管上；
所述触发结构通过触发结构安装孔套接在支撑杆上；
所述触发环与扰流板结构的一个支杆通过触发环安装孔和触发环定位孔固定连接；所述卡环支耳有两个，一个卡环支耳通过扰流板安装孔、触发环中心孔、支耳安装孔将扰流板结构一个支杆、触发环和卡环结构连接在一起，另一个卡环支耳通过扰流板安装孔、支耳安装孔将扰流板结构另一个支杆和卡环结构连接在一起；所述支耳螺母有两个，各安装在一个卡环支耳最外端；所述支耳螺母与扰流板结构之间留有间隙，使扰流板结构能够自由转动；
所述拉簧一端套接在支撑杆上，另一端套接在拉簧安装支耳上；所述拉簧安装支耳末端安装拉簧螺母，所述拉簧螺母与拉簧之间留有间隙；所述支撑杆两端各安装一个限位螺母进行限位，所述两端的限位螺母分别与拉簧和触发结构之间留有间隙；
初始状态时，旋转扰流板结构，使扰流板位于炮管出口上方；所述触发环支杆与支杆限位台阶接触，使拉簧处于拉伸状态；试验模型通过炮管出口时挤压触发面，使触发结构绕支撑杆转动，触发环支杆与支杆限位台阶脱离；所述扰流板结构在拉簧收缩作用下转动，当扰流板与扰流板限位杆接触时扰流板结构停止转动，扰流板位于炮管出口前方诱导气流发生偏转。
2.根据权利要求1所述的一种管式发射入水试验的高压尾气影响消除机构，其特征在于，所述卡环内径与炮管外径一致，卡环沿炮管轴线方向长度不小于50mm，卡环壁厚不小于5mm。
3.根据权利要求1所述的一种管式发射入水试验的高压尾气影响消除机构，其特征在于，所述支撑杆安装孔长度不小于30mm。
4.根据权利要求1所述的一种管式发射入水试验的高压尾气影响消除机构，其特征在于，所述扰流板结构不与炮管干涉。
5.根据权利要求1所述的一种管式发射入水试验的高压尾气影响消除机构，其特征在于，所述支耳螺母与扰流板结构之间留有1mm间隙。
6.根据权利要求1所述的一种管式发射入水试验的高压尾气影响消除机构，其特征在于，所述限位螺母与触发结构、拉簧之间均留有1mm间隙；所述拉簧螺母和拉簧之间留有1mm间隙。
7.根据权利要求1所述的一种管式发射入水试验的高压尾气影响消除机构，其特征在于，所述触发面距离炮管轴线最短距离与炮管内径相比小2～4mm。
8.根据权利要求1所述的一种管式发射入水试验的高压尾气影响消除机构，其特征在于，所述支耳螺母、支撑杆螺母、限位螺母和拉簧螺母采用相同规格。
9.根据权利要求1所述的一种管式发射入水试验的高压尾气影响消除机构，其特征在于，所述支撑杆、卡环支耳与拉簧安装支耳的螺纹参数相同。
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