一种适用于高速连续式风洞模型的自动变滚转角机构的制作方法

本实用新型属于航空空气动力风洞试验技术领域，具体涉及一种适用于高速连续式风洞模型的自动变滚转角机构。

背景技术：

高速连续式风洞承担着我国航空航天飞行器的气动力研究的重任，限于其试验段尺寸较小以及对模型姿态角控制的苛刻要求，考虑到高试验成本的特点，因此提高试验效率保证试验数据的准确性成了连续式风洞的重要发展方向。在风洞试验中，模型的侧滑角和滚转角的变化尤为重要，以往在做试验时，每转一次滚转角和侧滑角都需要人工进行角度调整，很难保证两次试验状态的一致性，并且容易对天平等精密元件造成影响，试验效率较低。

在连续式风洞进行风洞试验时，如果频繁的启动停车来调节滚转角，就失去了连续风洞的意义，同时人工的控制很难将滚转角的精度控制在3′以内。综上所述，迫切需要研制一种适用于高速连续式风洞模型的自动变滚转角机构，用于高速连续式风洞的试验中，保证风洞试验数据的准确性，提高试验效率并降低试验成本。

技术实现要素：

本实用新型是针对现有连续式风洞试验技术中的不足，而提出的一种适用于高速连续式风洞的自动变滚转角机构，能够同步实现侧滑角的连续变化，提高试验数据的准确性，并降低试验成本。

本实用新型所采用的技术方案是：一种适用于高速连续式风洞模型的自动变滚转角机构，包括支杆、支杆拐头、两个倾角传感器、中心转轴、两组圆锥滚子轴承、中部支架、轴承卡环、联轴器、高精度减速器、伺服电机和伺服控制器，伺服电机和伺服控制器电信号连接，所述的中部支架与风洞试验段弯刀上下支架固定连接，高精度减速器和伺服电机安装在中部支架上，支杆通过支杆拐头与中心转轴的法兰端连接，伺服电机的输出端与高精度减速器连接，高精度减速器通过联轴器与中心转轴的动力输入端连接，两台倾角传感器安装在支杆拐头的空腔内，分别测量模型的滚转角和攻角，中心转轴的法兰端和动力输入端分别安装有圆锥滚子轴承，中心转轴的动力输入端安装有轴承卡环，两组圆锥滚子轴承分别通过轴承座与中部支架连接。

本实用新型在小尺寸的连续式风洞试验段内能够很好的保证风洞试验过程中自动控制模型的姿态角，较以往仅仅能控制攻角，扩充到可以同时完成模型滚转角的控制，不但提升了风洞试验数据的准确性同时还降低了试验成本，安装操作方便，与弯刀合为一体，无结构阶差，保证了风洞的流场品质，提高了试验效率。

附图说明

图1是本实用新型的自动变侧滑角机构主视图；

图2是本实用新型的自动变侧滑角机构侧视图

图3是本实用新型的自动变侧滑角机构内部剖视图。

具体实施方式

以下结合附图实例对本实用新型作进一步介绍。

实施例1

一种适用于高速连续式风洞模型的自动变滚转角机构，包括支杆1、支杆拐头2、两个倾角传感器3、中心转轴4、两组圆锥滚子轴承5、中部支架6、轴承卡环7、联轴器8、高精度减速器9、伺服电机10和伺服控制器，伺服电机和伺服控制器电信号连接，所述的中部支架6与风洞试验段弯刀上下支架通过螺钉相连接，高精度减速器9和伺服电机10安装在中部支架6上，支杆1通过支杆拐头2与中心转轴4的法兰端连接，伺服电机10的输出端与高精度减速器9连接，高精度减速器9通过联轴器8与中心转轴4的动力输入端连接，两台倾角传感器安装在支杆拐头2的空腔内，分别测量本机构的滚转角和攻角，中心转轴4的法兰端和动力输入端分别安装有圆锥滚子轴承5，中心转轴4的动力输入端安装有轴承卡环7，两组圆锥滚子轴承5分别通过轴承座与中部支架6连接，通过伺服控制器控制伺服电机驱动中心转轴完成风洞试验过程中模型滚转角的时时变化。

本实施例的减速器精度为2′，机构的阻塞度满足设计要求。机构主要由支杆拐头部分、中心转轴部分、中部支架以及驱动装置等部分组成。拐头部分的主要作用连接支杆和中心转轴，驱动装置主要由电机、减速器、联轴器组成，前端的联轴器作为驱动装置的输出端，与中心转轴采用直连形式，提高精度方便控制，为机构提供动力。

倾角传感器安装在支杆拐头的空腔内，共两台，采用垂直安装的形式，可以分别精确的测量本机构的滚转角和攻角。

转轴部分主要由中心转轴、两个轴承以及轴承卡环组成。中心转轴的法兰端是与支杆拐头连接，通过螺钉和销钉固定，中心转轴的动力输入端与驱动装置的联轴器连接，通过控制电机来实现中心转轴的转动。

中部支架主要是为了连接转轴部分、驱动装置以及将整体固定在弯刀上。在中部支架外侧固定天平线外罩，将天平线从中引出到尾部的走线槽11中，另外在中部支架开有安装门，为了安装和拆卸联轴器方便。

该自动控制机构结构紧凑，设计了单独的中部支架，安装操作方便，整体与风洞试验段弯刀上下支架相连，与弯刀合为一体，无结构阶差，保证了风洞的流场品质。

吹风试验过程中，伺服控制器自动控制模型完成多个滚转角的变换，进而获取风洞试验数据，通过控制滚转角的变化来模拟模型不同侧滑角的工况。