一种应用于暂冲式风洞中天平的抗冲击装置及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107764506A(43)申请公布日2018.03.06(21)申请号201711136599.1(22)申请日2017.11.16(71)申请人中国空气动力研究与发展中心高速空气动力研究所地址621000四川省绵阳市高新区二环路南段6号12信箱206研究室(72)发明人石罡米鹏徐扬帆吴永航邹涵丁家宝苗磊郑粤蓉(74)专利代理机构北京高沃律师事务所11569代理人王加贵(51)Int.Cl.G01M9/06(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图1页(54)发明名称一种应用于暂冲式风洞中天平的抗冲击装置及方法(57)摘要本发明公开了一种应用于暂冲式风洞中天平的抗冲击装置，包括动力机构和能够与天平相连的支杆，顶出爪能够在动力机构的驱动下伸出支杆并撑紧模型尾腔的内壁，在模型尾部内腔与支杆之间形成接触支点，利用接触支点限制模型尾部位移并实现力的传递，使支杆代替天平分担冲击载荷，减小天平过载峰值，从而达到保护天平、提高风洞试验安全可靠性的目的。本发明还提供一种应用于暂冲式风洞中天平的抗冲击方法，在风洞启动、关闭过程以及实验过程中，通过将模型与支杆和顶出机构固定连接，降低天平实际受到的冲击载荷峰值，保护测试设备安全。CN107764506ACN107764506A权利要求书1/1页1.一种应用于暂冲式风洞中天平的抗冲击装置，其特征在于：包括动力机构和能够与天平相连的支杆，所述支杆为中空结构，所述支杆的内腔中设置顶出机构，所述顶出机构与所述动力机构传动相连；所述顶出机构包括至少两个顶爪，所述支杆上具有滑动槽，所述顶爪与所述滑动槽滑动连接，所述顶爪能够在所述动力机构的驱动下伸出所述支杆并撑紧模型尾腔的内壁。2.根据权利要求1所述的应用于暂冲式风洞中天平的抗冲击装置，其特征在于：所述顶出机构还包括丝杠和与所述丝杠相匹配的斜面驱动螺母，所述丝杠与所述斜面驱动螺母螺纹连接，所述斜面驱动螺母具有斜面部，所述顶爪的一端与所述斜面部抵接，所述顶爪的另一端伸入所述滑动槽中，所述丝杠与所述动力机构传动连接。3.根据权利要求2所述的应用于暂冲式风洞中天平的抗冲击装置，其特征在于：还包括固定支座，所述固定支座套装于所述支杆的内腔中，所述固定支座为中空结构，所述斜面驱动螺母、所述丝杠设置于所述固定支座的内腔中，所述顶爪穿过所述固定支座与所述滑动槽滑动连接。4.根据权利要求3所述的应用于暂冲式风洞中天平的抗冲击装置，其特征在于：所述丝杠靠近所述动力机构的一端加装深沟球轴承并用轴承挡圈固定，所述丝杠的另一端加装推力轴承并用压紧螺母压紧，所述压紧螺母与所述固定支座螺纹连接。5.根据权利要求2所述的应用于暂冲式风洞中天平的抗冲击装置，其特征在于：所述顶爪的数量为四个，四个所述顶爪呈圆周状均布，所述顶爪的轴线与所述丝杠的轴线相垂直，所述顶爪的横截面为矩形。6.根据权利要求5所述的应用于暂冲式风洞中天平的抗冲击装置，其特征在于：所述支杆的外壁上设置弹簧钢丝并用弹簧钢丝压板压紧，所述弹簧钢丝的位置与所述滑动槽的位置相匹配。7.根据权利要求2所述的应用于暂冲式风洞中天平的抗冲击装置，其特征在于：所述动力机构包括顺序相连的电机、减速机和传动杆，所述传动杆与所述丝杠通过万向节相连。8.根据权利要求7所述的应用于暂冲式风洞中天平的抗冲击装置，其特征在于：还包括支架中轴和护套管，所述支架中轴套装于所述护套管的外部，所述护套管套装于所述传动杆的外部，所述护套管与所述传动杆之间加装轴承，所述支架中轴与所述支杆插接连接。9.根据权利要求1所述的应用于暂冲式风洞中天平的抗冲击装置，其特征在于：所述支杆与天平相连的一端设置与天平相匹配的锥形孔。10.一种应用于暂冲式风洞中天平的抗冲击方法，利用权利要求1-9任一项所述的应用于暂冲式风洞中天平的抗冲击装置，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、风洞启动前，顶出机构的顶爪伸出直至与模型内腔的预制位置接触并顶紧模型；步骤二、流场建立过程中，顶出机构和支杆代替天平分担部分冲击载荷；流场建立后，顶出机构反向动作，顶爪与模型内腔分开，模型与天平处于正常连接状态；步骤三、测试完成后，模型与顶出机构、支杆再次连接成为整体；风洞关闭过程中，顶出机构和支杆代替天平承担部分冲击载荷；步骤四、风洞内气流降低至常压稳定状态后，顶爪与模型内腔再次分开，模型与天平回复正常连接的自由状态。2CN107764506A说明书1/5页一种应用于暂冲式风洞中天平的抗冲击装置及方法技术领域[0001]本发明涉及航空航天风洞试验控制技术领域，特别是涉及一种应用于暂冲式风洞中天平的抗冲击装置及方法。背景技术[0002]流体力学方面的风洞实验指在风洞中安置飞行器或其他物体模型，研究气体流动及其与模型的相互作用，以