CN210426946U - 一种直流暂冲式跨声速风洞的流场精确控制系统 - Google Patents

Abstract

一种直流暂冲式跨声速风洞的流场精确控制系统属于风洞试验技术领域；现有设备出现故障不能及时进行制动；本系统包括控制中心计算机、攻角控制计算机、栅指控制器、流场控制器、栅指驱动设备和调压阀电液系统；栅指驱动设备包括栅指装置，栅指装置包括栅指段设置在风洞超扩段二喉道上下壁板处，为两组，每组栅指段包括6个翼型栅指指片，每组栅指段分别固定在上下两个栅指小车上，栅指小车设置有4列直线导轨，伺服电缸设置有线位移传感器；从而达到直流暂冲式跨声速风洞的流场精确控制马赫数的目的。

Description

一种直流暂冲式跨声速风洞的流场精确控制系统

技术领域

本实用新型属于风洞试验技术领域，尤其涉及一种直流暂冲式跨声速风洞的流场精确控制系统。

背景技术

随着航空航天事业的发展，飞行器设计对风洞试验数据的精准度要求越来越高，特别是飞行器气动外形优化选型试验以及外挂物阻力精确测量试验，与此同时，由于飞行器气动外形越来越复杂，风洞试验数据受流场马赫数控制精度的影响更加敏感，因此，对风洞马赫数控制精度的要求也越来越高。

研究表明，在天平、迎角、压力测量的误差一定以及试验迎角为常值的情况下，模型气动力系数的误差随着马赫数的增加而减小。即：亚声速试验数据误差最大，跨声速次之，超声速最小。由此可见，在高亚声速巡航的飞行器，在进行风洞试验时马赫数的精确控制与测量是影响模型气动力系数的关键因素之一。

气动特性对马赫数变化十分敏感的飞行器，采用常规的马赫数控制方式其阻力测量精度不够精确。这样的阻力测量精度很难准确获得外挂物的阻力增量。可见，采用常规马赫数控制方式时，很难达到飞行器设计要求，必须针对直流暂冲式风洞开展流场马赫数精确控制技术研究。

实用新型内容

本实用新型克服了上述现有技术的不足，提供一种直流暂冲式跨声速风洞的流场精确控制系统，本系统通过实时控制位于风洞二喉道处的栅指行程从而改变二喉道横截面积，使风洞内气流在相应马赫数时发生节流，从而达到直流暂冲式跨声速风洞的流场精确控制马赫数的目的。

本实用新型的技术方案：

一种直流暂冲式跨声速风洞的流场精确控制系统，包括控制中心计算机、攻角控制计算机、栅指控制器、流场控制器、栅指驱动设备和调压阀电液系统；所述控制中心计算机通过以太网与栅指控制器双向连接，所述栅指控制器与栅指驱动设备双向连接，所述攻角控制计算机通过以太网与流场控制器双向连接，所述流场控制器与调压阀电液系统双向连接；

所述栅指驱动设备包括栅指装置，所述栅指装置包括栅指段、栅指小车、伺服电缸和缓冲汽缸；所述栅指段设置在风洞超扩段二喉道上下壁板处，为两组，每组栅指段包括6个翼型栅指指片，每组栅指段的6个翼型栅指指片分别固定在上下两个栅指小车上，所述栅指小车设置有4列直线导轨，所述栅指小车与伺服电缸连接，所述伺服电缸设置有线位移传感器，所述栅指小车与缓冲汽缸连接。

进一步地，所述伺服电缸上设置有电缸密封圈，所述伺服电缸与栅指小车通过第一关节轴承连接。

进一步地，所述缓冲汽缸上设置有汽缸密封圈，所述缓冲汽缸与栅指小车通过第二关节轴承连接。

进一步地，所述栅指装置还包括栅指外壳、左安装法兰、右安装法兰、法兰上密封垫和法兰下密封垫；所述栅指外壳分别与风洞超扩段二喉道上下壁板分别通过左安装法兰、右安装法兰连接，所述左安装法兰、右安装法兰上均安装有法兰上密封垫和法兰下密封垫。

本实用新型相对于现有技术具有以下有益效果：

本实用新型提供了一种直流暂冲式跨声速风洞的流场精确控制系统，本系统通过实时控制位于风洞二喉道处的栅指行程从而改变二喉道横截面积，使风洞内气流在相应马赫数时发生节流，这时马赫数即为二喉道横截面积的函数；只要前室总压足以维持节流条件，试验段的马赫数就会维持稳定，从而达到直流暂冲式跨声速风洞的流场精确控制马赫数的目的。

附图说明

图1是本实用新型架构图；

图2是栅指结构主视图；

图3是栅指结构侧视图。

图中：1栅指小车、2伺服电缸、3缓冲汽缸、4栅指指片、5直线导轨、6第一关节轴承、7第二关节轴承、8栅指外壳。

具体实施方式

以下将结合附图对本实用新型进行详细说明。

一种直流暂冲式跨声速风洞的流场精确控制系统，如图1所示，包括控制中心计算机、攻角控制计算机、栅指控制器、流场控制器、栅指驱动设备和调压阀电液系统；所述控制中心计算机通过以太网与栅指控制器双向连接，所述栅指控制器与栅指驱动设备双向连接，所述攻角控制计算机通过以太网与流场控制器双向连接，所述流场控制器与调压阀电液系统双向连接；

工作过程：控制中心计算机通过试验现场工业以太网连接栅指控制器，实现对栅指驱动设备的控制，并同时通过流场控制器控制调压阀电液系统。由上位机发送开始或结束指令至PXI即PCI extensions for Instrumentation，面向仪器系统的PCI扩展，PXI向栅指系统发送位置、速度控制指令，栅指系统将状态信息如实际位置、速度、限位信息、报警信息传至PXI，PXI则将这些信息送至上位机进行显示，上位机包括控制中心计算机和攻角控制计算机。

所述栅指驱动设备包括栅指装置，如图2和图3所示，所述栅指装置包括栅指段、栅指小车1、伺服电缸2和缓冲汽缸3；所述栅指段设置在风洞超扩段二喉道上下壁板处，为两组，每组栅指段包括6个翼型栅指指片4，每组栅指段的6个翼型栅指指片4分别固定在上下两个栅指小车1上，所述栅指小车1设置有4列直线导轨5，所述栅指小车1与伺服电缸2连接，所述伺服电缸2设置有线位移传感器，所述栅指小车1与缓冲汽缸3连接。

工作过程：栅指段位于风洞超扩段二喉道上下壁板处，共两组，每组栅指由6个翼型栅指指片4所组成，每组栅指的6个翼型栅指指片4分别固定在上下两个栅指小车1上，在每侧的伺服电缸2加上电缸附带的线位移传感器的驱动控制下，两个栅指小车1沿各自的4列直线导轨5同步移动实现栅指的伸缩，达到控制试验段马赫数的目的。在伺服电缸2的旁边各配置了一个缓冲汽缸，防止电缸失效时栅指小车1快速落下。

具体地，所述伺服电缸2上设置有电缸密封圈，所述伺服电缸2与栅指小车1通过第一关节轴承6连接。

具体地，所述缓冲汽缸3上设置有汽缸密封圈，所述缓冲汽缸3与栅指小车1通过第二关节轴承7连接。

具体地，所述栅指装置还包括栅指外壳8、左安装法兰、右安装法兰、法兰上密封垫和法兰下密封垫；所述栅指外壳8分别与风洞超扩段二喉道上下壁板分别通过左安装法兰、右安装法兰连接，所述左安装法兰、右安装法兰上均安装有法兰上密封垫和法兰下密封垫。

Claims (4)

1.一种直流暂冲式跨声速风洞的流场精确控制系统，其特征在于，包括控制中心计算机、攻角控制计算机、栅指控制器、流场控制器、栅指驱动设备和调压阀电液系统；所述控制中心计算机通过以太网与栅指控制器双向连接，所述栅指控制器与栅指驱动设备双向连接，所述攻角控制计算机通过以太网与流场控制器双向连接，所述流场控制器与调压阀电液系统双向连接；

所述栅指驱动设备包括栅指装置，所述栅指装置包括栅指段、栅指小车(1)、伺服电缸(2)和缓冲汽缸(3)；所述栅指段设置在风洞超扩段二喉道上下壁板处，为两组，每组栅指段包括6个翼型栅指指片(4)，每组栅指段的6个翼型栅指指片(4)分别固定在上下两个栅指小车(1)上，所述栅指小车(1)设置有4列直线导轨(5)，所述栅指小车(1)与伺服电缸(2)连接，所述伺服电缸(2)设置有线位移传感器，所述栅指小车(1)与缓冲汽缸(3)连接。

2.根据权利要求1所述一种直流暂冲式跨声速风洞的流场精确控制系统，其特征在于，所述伺服电缸(2)上设置有电缸密封圈，所述伺服电缸(2)与栅指小车(1)通过第一关节轴承(6)连接。

3.根据权利要求1所述一种直流暂冲式跨声速风洞的流场精确控制系统，其特征在于，所述缓冲汽缸(3)上设置有汽缸密封圈，所述缓冲汽缸(3)与栅指小车(1)通过第二关节轴承(7)连接。

4.根据权利要求1所述一种直流暂冲式跨声速风洞的流场精确控制系统，其特征在于，所述栅指装置还包括栅指外壳(8)、左安装法兰、右安装法兰、法兰上密封垫和法兰下密封垫；所述栅指外壳(8)分别与风洞超扩段二喉道上下壁板分别通过左安装法兰、右安装法兰连接，所述左安装法兰、右安装法兰上均安装有法兰上密封垫和法兰下密封垫。

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