高速風洞機彈自由投放試驗裝置的製作方法

2023-04-30 23:02:02

本實用新型涉及飛行器風洞試驗技術領域，更具體地說，本實用新型涉及一種可用於高速飛行器外掛物自由投放的高速風洞機彈自由投放試驗裝置。

背景技術：

飛行器外掛物如副油箱、火箭、飛彈、炸彈、魚雷、空運物資等，這些投放物在離開飛機的初期處於飛機的幹擾流場中，它們的運動軌跡和姿態對保證飛機安全尤為重要。幹擾流場的特性與飛機的外形、飛行速度、飛行高度、飛機的姿態、外掛物的外形及其在飛機上的安裝位置和姿態等很多因素有關，所以投放物離開飛機初始瞬間的運動軌跡和投放物的姿態很難用理論方法準確地計算出來，特別是隨著電子工業的發展，作戰中的空襲和突防技術有新的發展，高馬赫數下投放炸彈和發射飛彈的越來越多，由於壓縮性的影響和激波的幹擾，使飛機附近的幹擾流場變得更加複雜，更增加理論計算投放物軌跡和姿態的難度。

為了獲取高速飛機彈射投放在投放初始階段的運動姿態和軌跡，研究各種參數(如飛機外形、飛機姿態、飛行高度和速度，投放物外形以及懸掛位置等)對投放物軌跡和姿態的影響，從而判定投放初始瞬間的安全性和可靠性，確定安全投放的參數範圍等，為外掛物的布局和投放參數控制提供可靠的數據，通常需在風洞中進行模型投放試驗。

當外掛物(飛彈，炸彈等)比較重的情況下，一般採用自由投放試驗方法，即投放是無初始彈射速度的自由落體。高速風洞自由投放試驗通常採用重模型法，重模型法的運動是嚴格相似的，其不足之處是模型的重量大，短周期俯仰擺動阻尼不足，但是，對於投放試驗來說，值得關注的是在載機附近的幹擾流場中投放物的運動軌跡和姿態，與俯仰運動擺動周期相比較，模型在幹擾流場中運動時間是小量，所以上述缺點並不影響試驗結果。但現有技術中沒有一種用於連接外掛物與投放物的裝置，以在高速風洞中完成投放物的自由投放試驗。

技術實現要素：

本實用新型的一個目的是解決至少上述問題，並提供至少後面將說明的優點。

本實用新型還有一個目的是提供了一種高速風洞機彈自由投放試驗裝置，可完成高速風洞機彈自由投放試驗，且結構簡單實用。

為了實現根據本實用新型的這些目的和其它優點，本實用新型提供了一種高速風洞機彈自由投放試驗裝置，包括：

橫向固定梁，其兩端分別固定在置於高速風洞中的載機上；

第一彈性構件，其一端固定在所述橫向固定梁上；

連接構件，其與所述第一彈性構件的另一端連接，並與試驗模型可拆卸地連接，所述連接構件上開設一盲孔；

鎖緊與解鎖構件，其固定在所述載機上，並選擇性地插入所述盲孔，所述鎖緊與解鎖構件插入所述盲孔，以將所述試驗模型與所述載機連接；並且所述鎖緊與解鎖構件在氣體的作用下脫離所述盲孔，所述第一彈性構件帶動所述連接構件相對於所述載機移動，以使得所述試驗模型脫離所述連接構件，並進行自由投放運動。

本實用新型所述的載機可以為飛機或者飛行器，例如通過螺栓將橫向固定梁固定在飛行器腹部中心或者飛機機翼下方。所述鎖緊與解鎖構件具有鎖緊以及解鎖功能，具體為：當鎖緊與解鎖構件插入所述盲孔時，所述試驗模型固定在連接構件上，連接構件固定在載機上，從而將試驗模型固定在載機上；當所述鎖緊與解鎖構件在氣體的作用下脫離連接構件上的盲孔時，所述第一彈性構件帶動所述連接構件相對於所述載機移動，所述試驗模型將會脫離所述連接構件，所述試驗模型在重力的作用下完成自由投放。

優選的是，所述的高速風洞機彈自由投放試驗裝置中，所述連接構件包括與所述橫向固定梁平行的基座以及垂直設置在所述基座上的柱形凸臺，所述基座與所述試驗模型可拆卸連接，所述盲孔開設在所述柱形凸臺上，所述柱形凸臺的側壁上水平延伸出第一凸塊。

優選的是，所述的高速風洞機彈自由投放試驗裝置中，第一彈性構件包括第一彈簧蓋以及第一彈簧，所述第一彈簧蓋固定在所述橫向固定梁上，且所述第一彈簧蓋的上端面與所述第一凸塊的下端面持平，所述第一彈簧的一端固定在所述第一彈簧蓋上，所述第一彈簧的另一端與所述柱形凸臺的側壁連接。當所述鎖緊與解鎖構件插入所述盲孔時，所述第一彈簧處於壓縮狀態，當所述鎖緊與解鎖構件脫離所述盲孔時，所述第一彈簧在恢復形變的過程中，將帶動與其連接的連接構件相對於載機運動，由於連接構件與試驗模型之間為可拆卸連接，從而使得試驗模型與連接構件脫離，試驗模型進行自由投放。

優選的是，所述的高速風洞機彈自由投放試驗裝置中，所述基座的兩端向遠離所述柱形凸臺的方向延伸出側壁，所述側壁上開設有貫通孔；

且所述試驗模型上間隔設置兩個第二凸塊，所述兩個第二凸塊上均設有掛鈎，所述掛鈎與所述貫通孔通過銷軸連接。當所述第一彈性構件帶動連接構件運動時，銷軸會從所述貫通孔中脫離出來，從而使得所述試驗模型脫離所述連接構件。試驗模型與連接構件採用銷軸的連接方式，可限制試驗模型的左右移動和轉動，並且通過改變兩個銷軸的長度，從而調節試驗模型與載機的相對安裝角δ。

優選的是，所述的高速風洞機彈自由投放試驗裝置中，還包括：

兩個第一通過孔，其均開設在所述橫向固定梁上，並貫通所述橫向固定梁的上端面至下端面，所述兩個第一通過孔位於所述第一彈性構件和所述連接構件之間；

兩個導向柱，其一端分別穿過所述兩個第一通過孔，並固定在所述橫向固定梁上；

一固定架，其與所述兩個導向柱的另一端連接。

通過改變兩個導向柱插入橫向固定梁的深度來調節試驗模型與載機之間的相對距離L，便於多種條件的測試。

優選的是，所述的高速風洞機彈自由投放試驗裝置中，還包括：

V型槽，其開設在所述試驗模型的上表面；

第二通過孔，其開設在所述橫向固定梁上，並貫通所述橫向固定梁的上端面至下端面；

定位銷，其一端穿過所述第二通過孔，並嵌入所述V型槽內，且另一端固定在所述橫向固定梁的上端面。

將定位銷插入試驗模型上表面的V形槽中，從而限制試驗模型在風洞啟動時的前後移動。

優選的是，所述的高速風洞機彈自由投放試驗裝置中，還包括：

第二彈性構件，其一端固定在所述固定架上，另一端與所述連接構件連接。

優選的是，所述的高速風洞機彈自由投放試驗裝置中，所述第二彈性構件包括第二彈簧蓋以及第二彈簧，所述第二彈簧蓋固定在所述固定架上，所述第二彈簧的一端固定在所述第二彈簧蓋上，所述第二彈簧的另一端與所述柱形凸臺的側壁連接。

所述第二彈性構件可配合第一彈性構件帶動所述連接構件移動，能夠提供足夠且平衡的推動力，並且由於第一彈性構件固定在橫向固定梁上，第二彈性構件固定在固定架上，即第一彈簧與柱形凸臺的上端連接，第二彈簧與柱形凸臺的下端連接，第一彈簧和第二彈簧同時推動柱形凸臺的上端和下端，從而能夠保證連接構件的柱形凸臺和基座同時移動，進而保證連接構件與試驗模型的快速分離。

優選的是，所述的高速風洞機彈自由投放試驗裝置中，所述鎖緊與解鎖構件包括：

氣缸缸體，其具有一氣體進氣口以及一開口；

氣缸推桿，其位於所述氣缸缸體內，所述氣缸推桿的一端選擇性地插入所述盲孔；

氣缸堵塊，其部分堵塞在所述氣缸缸體的開口處，所述氣缸堵塊具有容納所述氣缸推桿的另一端的容納腔。

氣體通過進氣口進入所述氣缸缸體，所述氣缸推桿在氣體的作用下，向遠離所述盲孔的方向運動，位於氣缸缸體開口處的氣缸堵塊可避免氣缸推桿脫離氣缸缸體。

優選的是，所述的高速風洞機彈自由投放試驗裝置中，所述固定架上開設有矩形導向槽，所述鎖緊與解鎖構件在所述矩形導向槽內移動，以使得所述試驗模型脫離所述連接構件。

本實用新型至少包括以下有益效果：

1、本實用新型提供的高速風洞機彈自由投放試驗裝置能夠在風洞流場建立過程中，實現對自由投放試驗模型的可靠掛載，在非投放狀態下不產生運動，最大限度地減小系統的內部應力。

2、本實用新型提供的高速風洞機彈自由投放試驗裝置可實現試驗模型與載機之間的不同相對距離L和不同相對安裝角δ的要求。

3、本實用新型提供的高速風洞機彈自由投放試驗裝置具有設計合理且結構簡單實用的優點。

本實用新型的其它優點、目標和特徵將部分通過下面的說明體現，部分還將通過對本實用新型的研究和實踐而為本領域的技術人員所理解。

附圖說明

圖1為本實用新型其中一個實施例所述的高速風洞機彈自由投放試驗裝置的結構示意圖；

圖2為本實用新型其中一個實施例所述的高速風洞機彈自由投放試驗裝置中鎖緊與解鎖構件的結構示意圖；

圖3為本實用新型其中一個實施例所述的高速風洞機彈自由投放試驗裝置的連接構件的結構示意圖；

圖4為本實用新型其中一個實施例所述的高速風洞機彈自由投放試驗裝置的固定架的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型做進一步的詳細說明，以令本領域技術人員參照說明書文字能夠據以實施。

應當理解，本文所使用的諸如「具有」、「包含」以及「包括」術語並不配出一個或多個其它元件或其組合的存在或添加。

如圖1、圖2、圖3所示，本實用新型其中一個實施例中提供了一種高速風洞機彈自由投放試驗裝置，包括：

橫向固定梁1，其兩端分別固定在置於高速風洞中的載機上；

第一彈性構件2，其一端固定在所述橫向固定梁1上；

連接構件3，其與所述第一彈性構件2的另一端連接，並與試驗模型4可拆卸地連接，所述連接構件3上開設一盲孔310；

鎖緊與解鎖構件5，其固定在所述載機上，並選擇性地插入所述盲孔310，所述鎖緊與解鎖構件5插入所述盲孔310，以將所述試驗模型4與所述載機連接；並且所述鎖緊與解鎖構件5在氣體的作用下脫離所述盲孔310，所述第一彈性構件2帶動所述連接構件3相對於所述載機移動，以使得所述試驗模型4脫離所述連接構件3，並進行自由投放運動。

該實施例中所述的載機可以為飛機或者飛行器，例如通過螺栓將橫向固定梁1固定在飛行器腹部中心或者飛機機翼下方。所述鎖緊與解鎖構件5具有鎖緊以及解鎖功能，具體為：當鎖緊與解鎖構件5插入所述盲孔310時，所述試驗模型4固定在連接構件3上，連接構件3固定在載機上，從而將試驗模型4固定在載機上；當所述鎖緊與解鎖構件5在氣體的作用下脫離連接構件3上的盲孔310時，所述第一彈性構件2帶動所述連接構件3相對於所述載機移動，所述試驗模型4將會脫離所述連接構件3，所述試驗模型4在重力的作用下完成自由投放。

在其中一個實施例中，所述連接構件3包括與所述橫向固定梁1平行的基座320以及垂直設置在所述基座320上的柱形凸臺330，所述基座320與所述試驗模型4可拆卸連接，所述盲孔310開設在所述柱形凸臺330上，所述柱形凸臺330的側壁上水平延伸出第一凸塊340。

在其中一個實施例中，第一彈性構件2包括第一彈簧蓋210以及第一彈簧220，所述第一彈簧蓋210固定在所述橫向固定梁1上，且所述第一彈簧蓋210的上端面與所述第一凸塊340的下端面持平，所述第一彈簧220的一端固定在所述第一彈簧蓋210上，所述第一彈簧220的另一端與所述柱形凸臺330的側壁連接。當所述鎖緊與解鎖構件5插入所述盲孔310時，所述第一彈簧220處於壓縮狀態，當所述鎖緊與解鎖構件5脫離所述盲孔310時，所述第一彈簧220在恢復形變的過程中，將帶動與其連接的連接構件3相對於載機運動，由於連接構件3與試驗模型4之間為可拆卸連接，從而使得試驗模型4與連接構件3脫離，試驗模型4進行自由投放。

在其中一個實施例中，所述基座320的兩端向遠離所述柱形凸臺330的方向延伸出側壁，所述側壁上開設有貫通孔321；

且所述試驗模型4上間隔設置兩個第二凸塊410，所述兩個第二凸塊410上均設有掛鈎，所述掛鈎與所述貫通孔321通過銷軸連接。當所述第一彈性構件2帶動連接構件3運動時，銷軸會從所述貫通孔321中脫離出來，從而使得所述試驗模型4脫離所述連接構件3。在該實施例中，試驗模型4與連接構件3採用銷軸的連接方式，可限制試驗模型4的左右移動和轉動，並且通過改變兩個銷軸的長度，從而調節試驗模型4與載機的相對安裝角δ。

在其中一個實施例中，所述高速封凍機彈自由投放試驗裝置還包括：

兩個第一通過孔110，其均開設在所述橫向固定梁1上，並貫通所述橫向固定梁1的上端面至下端面，所述兩個第一通過孔110位於所述第一彈性構件2和所述連接構件3之間；

兩個導向柱6，其一端分別穿過所述兩個第一通過孔110，並固定在所述橫向固定梁1上；

一固定架7，其與所述兩個導向柱的另一端連接。

在該實施例中，通過改變兩個導向柱6插入橫向固定梁1的深度來調節試驗模型4與載機之間的相對距離L，便於多種條件的測試。

在其中一個實施例中，還包括：

V型槽420，其開設在所述試驗模型4的上表面；

第二通過孔120，其開設在所述橫向固定梁1上，並貫通所述橫向固定梁1的上端面至下端面；

定位銷8，其一端穿過所述第二通過孔120，並嵌入所述V型槽420內，且另一端固定在所述橫向固定梁1的上端面。

在該實施例中，將定位銷8插入試驗模型4上表面的V形槽420中，從而限制試驗模型4在風洞啟動時的前後移動。

在其中一個實施例中，還包括：

第二彈性構件9，其一端固定在所述固定架7上，另一端與所述連接構件3連接。

在其中一個實施例中，所述第二彈性構件9包括第二彈簧蓋910以及第二彈簧920，所述第二彈簧蓋910固定在所述固定架7上，所述第二彈簧920的一端固定在所述第二彈簧蓋910上，所述第二彈簧920的另一端與所述柱形凸臺330的側壁連接。

在該實施例中，所述第二彈性構件9可配合第一彈性構件2帶動所述連接構件3移動，能夠提供足夠且平衡的推動力，並且由於第一彈性構件2固定在橫向固定梁1上，第二彈性構件9固定在固定架7上，即第一彈簧220與柱形凸臺330的上端連接，第二彈簧920與柱形凸臺330的下端連接，第一彈簧220和第二彈簧920同時推動柱形凸臺330的上端和下端，從而能夠保證連接構件3的柱形凸臺330和基座320同時移動，進而保證連接構件3與試驗模型4的快速分離。

在其中一個實施例中，如圖2所示，所述鎖緊與解鎖構件5包括：

氣缸缸體510，其具有一氣體進氣口511以及一開口；

氣缸推桿520，其位於所述氣缸缸體510內，所述氣缸推桿520的一端選擇性地插入所述盲孔310；

氣缸堵塊530，其部分堵塞在所述氣缸缸體510的開口處，所述氣缸堵塊530具有容納所述氣缸推桿520的另一端的容納腔。

在該實施例中，氣體通過進氣口511進入所述氣缸缸體510，所述氣缸推桿520在氣體的作用下，向遠離所述盲孔310的方向運動，位於氣缸缸體開口處的氣缸堵塊530可避免氣缸推桿脫離氣缸缸體510。

在其中一個實施例中，如圖4所示，所述固定架7上開設有矩形導向槽710，所述鎖緊與解鎖構件5在所述矩形導向槽710內移動，以使得所述試驗模型4脫離所述連接構件3。

儘管本實用新型的實施方案已公開如上，但其並不僅僅限於說明書和實施方式中所列運用，它完全可以被適用於各種適合本實用新型的領域，對於熟悉本領域的人員而言，可容易地實現另外的修改，因此在不背離權利要求及等同範圍所限定的一般概念下，本實用新型並不限於特定的細節和這裡示出與描述的圖例。