自由投放裝置及投放方法

2023-07-08 04:10:31

自由投放裝置及投放方法
【專利摘要】自由投放裝置及投放方法。在航空氣動力實驗【技術領域】中，對自由物體的投放方式有很多種方法，物體在流體中自由上升和下落現象，在自然界中十分常見，例如飄落的樹葉，樹種和紙片，在水中自由下落的物體等都是引人注目的流體動力學例子，這些物體的運動由於受到流體作用力的影響，往往不再是直線運動而是呈現出複雜的運動現象，其中慣性力和粘性力的影響都是重要。一種自由投放裝置，其組成包括：可移動滑塊（ 1 ），所述的可移動滑塊與 L 支撐架（ 2 ）連接，所述的 L 支撐架的上部水平端與固定支杆（ 3 ）連接，所述的固定支杆中部裝有水平移動支杆（ 4 ），所述的移動支杆另一端分別與鐵芯（ 5 ）、永磁鐵（ 8 ）連接。本發明應用於航空氣動力領域。
【專利說明】自由投放裝置及投放方法
[0001]【技術領域】:
本發明涉及一種自由投放裝置及投放方法，利用電磁力和機械力共同作用的新型用於自由下落物體的投放裝置，屬於航空氣動力實驗【技術領域】。
[0002]【背景技術】:
在航空氣動力實驗【技術領域】中，對自由物體的投放方式有很多種方法，物體在流體中自由上升和下落現象，在自然界中十分常見，例如飄落的樹葉，樹種和紙片，在水中自由下落的物體等都是引人注目的流體動力學例子，這些物體的運動由於受到流體作用力的影響，往往不再是直線運動而是呈現出複雜的運動現象，其中慣性力和粘性力的影響都是重要。在飛行器投放幹擾、空投時，對投放物體軌跡和狀態進行研究也非常有意義，初始釋放條件對於靜止下落模態的影響；低速側風對下落運動的影響；風切變環境中的自由下落行為的影響等等都是一直在研究的課題。
[0003]為體現氣體流動對物體運動的影響，投放裝置對物體的初始擾動必須非常小，才能準確反映被投放物體的下落行為，就需要一種新型小幹擾投放方法，來滿足需要。
[0004]
【發明內容】
:
本發明的目的是提供一種自由投放裝置及投放方法。
[0005]上述的目的通過以下的技術方案實現:
一種自由投放裝置，其組成包括:可移動滑塊，所述的可移動滑塊與支撐架連接，所述的支撐架與固定支杆連接，所述的固定支杆與移動支杆連接，所述的移動支杆分別與鐵芯、永磁鐵連接。
[0006]所述的自由投放裝置，所述的移動支杆的端部與所述的固定支杆端部連接有彈簧，所述的永磁鐵安裝在所述的固定支杆左上部，所述的支撐架的右上端安裝有電磁鐵。
[0007]所述的自由投放裝置，所述的移動支杆為直角型移動支杆，所述的移動支杆的兩端與直角部位加工有通孔，所述的固定支杆與所述的支撐架連接處均勻的加工有一組通孔，所述的鐵芯的上部為鐵餅型，下部成U型。
[0008]所述的自由投放裝置，所述的支撐架與所述的移動支杆通過轉軸連接，可以90度旋轉，所述的固定支杆與所述的支撐架通過螺栓連接。
[0009]所述的自由投放裝置，所述的電磁鐵採用，直徑30MM，5MM內吸力15KG的吸盤電磁鐵，所述的鐵芯選擇能快速去磁的鐵材料製成，所述的可移動滑塊、所述的支撐梁、所述的固定支杆、所述的移動支杆材料為不導磁鋁材料。
[0010]所述的自由投放裝置的投放方法，該方法包括如下步驟:自由下落物體在支持力突然消失時以初速度為零，在初始狀態下以加速度為g自由下落，夾持電磁裝置在電磁鐵磁力消失時除受重力加速度g作用外，還由機械裝置中彈簧產生的外加拉力產生的加速a作用，以初速度為0，加速度為g+a運動，導致夾持裝置的豎直向下加速度大於自由下落加速度，經過固定連杆和活動連杆裝置牽引，下方支持鐵塊以相對下落物體以更大加速度做圓弧運動，將垂直速度逐漸轉化為水平速度，逐步運動出自由下落軌跡的影響區域，完成投放。
[0011]本發明的有益效果:
1.本發明擬應用電磁做動裝置產生支持力，利用電磁鐵的快速響應加機械裝置來移除被控制物體上的支持力並完全排除支撐對自由下落物體的影響，使物體瞬間失去所有人為附加作用力並自由運動。
[0012]本發明自由下落物體在支持力突然消失時以初速度為零，加速度為g自由下落，夾持電磁裝置在電磁鐵磁力消失時除受重力加速度g作用外，還由機械裝置產生的外加拉力產生的加速a作用，以初速度為0，加速度為g+a運動，在運動過程中，夾持裝置的加速度g+a始終大於g，即大於物體的加速度，夾持裝置的鉛直速度也始終大於物體的鉛直速度，這樣就能脫離物體下落影響區，達到無幹擾投放的目的。
[0013]本發明電磁鐵處於通電狀態時，電磁鐵對鐵芯產生引力作用(鐵芯可以更換來改變引力大小和夾持方式)，引力大小大於物體重力和彈簧產生的拉力，將物體以水平方式固定在支撐梁上；當電磁鐵處於斷點狀態時，引力消失，物體以初速度為零自由下落，加速度為重力加速度，鐵芯由於受彈簧拉力作用，以初速度為零，加速度大於重力加速度彈開，並隨移動支杆旋轉90度後停止運動。
[0014]【專利附圖】

【附圖說明】:
附圖1是本發明的受力結構示意圖。
[0015]附圖2是附圖1的裝置演示圖。
[0016]附圖3是附圖2的運動初始狀態結構示意圖。
[0017]附圖4是附圖2的運動終止狀態結構示意圖。
[0018]附圖5是本發明的移動支杆結構示意圖。
[0019]附圖6是本發明的固定支杆結構示意圖。
[0020]附圖7是本發明的鐵芯結構示意圖。
[0021 ] 附圖8是本發明的電磁鐵結構示意圖。
[0022]【具體實施方式】:
實施例1:
一種自由投放裝置，其組成包括:可移動滑塊1，所述的可移動滑塊與L型支撐架2的下垂端連接，所述的L支撐架的水平端通過固定支杆3支撐，所述的固定支杆鉸接移動支杆4，所述的移動支杆兩端分別與鐵芯5、永磁鐵8連接。
[0023]實施例2:
根據實施例1所述的自由投放裝置，所述的移動支杆的端部與所述的固定支杆端部之間通過彈簧7連接，所述的永磁鐵8安裝在所述的固定支杆左上部，所述的支撐架的右上端對應鐵芯5的位置安裝有電磁鐵6。
[0024]實施例3:
根據實施例1或2所述的自由投放裝置，所述的移動支杆為直角型移動支杆，所述的移動支杆的兩端與直角部位加工有通孔，所述的固定支杆與所述的支撐架連接處均勻的加工有一組通孔，所述的鐵芯的上部為鐵餅型，下部成U型。
[0025]實施例4:
根據實施例1或2或3所述的自由投放裝置，所述的支撐架與所述的移動支杆通過轉軸連接，可以90度旋轉，所述的固定支杆與所述的支撐架通過螺栓連接。
[0026]實施例5:
根據實施例1或2或3或4所述的自由投放裝置，所述的電磁鐵採用，直徑30MM，5麗內吸力15KG的吸盤電磁鐵，所述的鐵芯選擇能快速去磁的鐵材料製成，所述的可移動滑塊、所述的支撐梁、所述的固定支杆、所述的移動支杆材料為不導磁鋁材料。
[0027]實施例6:
一種實施例1一5所述的自由投放裝置的投放方法，該方法包括如下步驟:自由下落物體在支持力突然消失時以初速度為零，在初始狀態下以加速度為g自由下落，夾持電磁裝置在電磁鐵磁力消失時除受重力加速度g作用外，還由機械裝置中彈簧產生的外加拉力產生的加速a作用，以初速度為0，加速度為g+a運動，導致夾持裝置的豎直向下加速度大於自由下落加速度，經過固定連杆和活動連杆裝置牽引，下方支持鐵塊以相對下落物體以更大加速度做圓弧運動，將垂直速度逐漸轉化為水平速度，逐步運動出自由下落軌跡的影響區域，完成投放。
【權利要求】
1.一種自由投放裝置，其組成包括:可移動滑塊，其特徵是:所述的可移動滑塊與支撐架連接，所述的支撐架與固定支杆連接，所述的固定支杆與移動支杆連接，所述的移動支杆分別與鐵芯、永磁鐵連接。
2.根據權利要求1所述的自由投放裝置，其特徵是:所述的移動支杆的端部與所述的固定支杆端部連接有彈簧，所述的永磁鐵安裝在所述的固定支杆左上部，所述的支撐架的右上端安裝有電磁鐵。
3.根據權利要求1或2所述的自由投放裝置，其特徵是:所述的移動支杆為直角型移動支杆，所述的移動支杆的兩端與直角部位加工有通孔，所述的固定支杆與所述的支撐架連接處均勻的加工有一組通孔，所述的鐵芯的上部為鐵餅型，下部成U型。
4.根據權利要求1或2或3所述的自由投放裝置，其特徵是:所述的支撐架與所述的移動支杆通過轉軸連接，能做到90度旋轉，所述的固定支杆與所述的支撐架通過螺栓連接。
5.根據權利要求1或2或3或4所述的自由投放裝置，其特徵是:所述的電磁鐵採用，直徑30MM，5MM內吸力15KG的吸盤電磁鐵，所述的鐵芯選擇能快速去磁的鐵材料製成，所述的可移動滑塊、所述的支撐梁、所述的固定支杆、所述的移動支杆材料為不導磁材料。
6.一種權利要求1一5所述的自由投放裝置的投放方法，其特徵是:該方法包括如下步驟:自由下落物體在支持力突然消失時以初速度為零，在初始狀態下以加速度為g自由下落，夾持電磁裝置在電磁鐵磁力消失時除受重力加速度g作用外，還由機械裝置中彈簧產生的外加拉力產生的加速a作用，以初速度為0，加速度為g+a運動，導致夾持裝置的豎直向下加速度大於自由下落加速度，經過固定連杆和活動連杆裝置牽引，下方支持鐵塊以相對下落物體以更大加速度做圓弧運動，將垂直速度逐漸轉化為水平速度，逐步運動出自由下落軌跡的影響區域，完成投放。
【文檔編號】B66C1/06GK104444754SQ201410722275
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月3日 優先權日:2014年12月3日
【發明者】張華明, 衷洪傑 申請人:中國航空工業集團公司瀋陽空氣動力研究所