一種可實現側滑角正負變換且阻塞比小的風洞側滑機構的製作方法

2023-09-24 00:10:50

本實用新型屬於實驗空氣動力學領域，涉及高速風洞中實現變換模型側滑角的一種機構。

背景技術：

飛行器的橫向氣動特性試驗是一項重要的風洞試驗，側滑角機構是實現模型姿態角橫向變換的機構，通常側滑機構是一個轉盤的形式，轉盤上開有不同的柱銷孔，支座與不同的柱銷孔配合實現不同的側滑角。當需要進行大側滑角試驗時需要採用轉盤尺寸更大的側滑機構，但是它會導致側滑機構阻塞比的增大，再加上有些情況下模型尺寸較大，會帶來風洞流場建立困難，激波返回損毀測試設備的風險。

技術實現要素：

本實用新型要解決的技術問題是常規轉盤側滑機構要實現大側滑角時轉盤尺寸較大，從而阻塞比較大的問題，一種可實現側滑角正負變換且阻塞比小的風洞側滑機構通過設計兩處變換側滑角的組合既減小阻塞比又增大了實現側滑角的範圍，從而解決了此問題。

本實用新型的技術方案是：一種可實現側滑角正負變換且阻塞比小的風洞側滑機構，包括支座、轉盤和接頭；支座和轉盤通過三個柱銷孔連接，轉盤為中心帶有安裝凸塊的扇面結構，扇面中心部分插入支座的凹槽，支座的凹槽上設置三個柱銷孔用於與扇面上對應的柱銷孔連接，其中支座凹槽上的一個柱銷孔A1位於支座的軸線上，另外兩個柱銷孔B2、C2位於同一圓弧段H2上；扇面的中心線上設置一個柱銷孔A10′，且在A10′同一圓弧段H1上均布加工多個柱銷孔B1i′，分別用於對應間隔為α的側滑角，在轉盤插入支座凹槽後與柱銷孔B2、C2處於同一圓弧段上加工與柱銷孔B2、C2等間距的多個柱銷孔；上述所有柱銷孔的間距滿足：柱銷孔A10′與柱銷孔A1裝配，柱銷孔B2、C2與扇面上對應的柱銷孔裝配後對應側滑角0°；圓弧段H1上的柱銷孔B1i′與圓弧段H2上對應的兩個柱銷孔分別與柱銷孔A1、B2、C2裝配後對應側滑角iα，i＝1、2……，且處於扇形中心線左側的i取正值，右側取負值；凸塊插入接頭的凹槽內並通過一個柱銷孔作為轉心連接，在接頭的凹槽上以及扇面凸塊上對應加工至少3組柱銷孔，使得其中兩組柱銷孔裝配後與轉心一起對應0°側滑角。

所述的α不超過6°。

在接頭的凹槽上以及扇面凸塊上對應加工N組柱銷孔，使得每兩組柱銷孔裝配後與轉心一起對應包含0°側滑角且間隔為Δα的N/2個側滑角；所述的N＝2(α+1)/Δα。

在接頭的凹槽上以及扇面凸塊上對應加工的柱銷孔的組數＞N。

接頭凹槽上的螺栓孔沿縱向多排布置。

扇面上對應的最大側滑角最好是α的整數倍。

本實用新型與現有技術相比的有益效果是：

(1)本實用新型採用兩塊扇面結構替換傳統的單一扇面結構，通過組合兩塊扇面的角度變換側滑角；通過縮小大扇面結構的尺寸從而減小了整個側滑機構在風洞橫截面上的投影面積，因此減小了側滑機構的阻塞度，有利於風洞流場的建立；通過添加小扇面結構，從而保證在減小大扇面尺寸的同時不縮小側滑機構能夠實現的側滑角範圍，滿足大部分橫向試驗的需求；本實用新型能夠滿足大部分帶側滑角的風洞試驗，經過驗證安裝簡單可靠。

(2)本實用新型的側滑機構能夠實現的最小角度間隔取決於小扇面結構角度間隔，由於小扇面上的螺栓孔延縱向布置，不再同一個圓周上，因此可以布置多排螺栓孔，實現更小間隔角度的側滑角變換。

附圖說明

圖1是本實用新型結構示意圖；

圖2是本實用新型一個實例示意圖；

圖3是圖1的剖面圖。

具體實施方式

以下結合附圖和具體實施方式對本實用新型做進一步詳細說明。

如圖1-3所示，本實例設計的側滑角範圍為-10°～10°，最小角度間隔為1°，機構包括支座1、轉盤2和接頭3，支座1和轉盤2通過三個柱銷孔連接，轉盤2為中心帶有安裝凸塊的扇面結構，扇面中心部分插入支座1的凹槽。

支座1的凹槽上設置三個柱銷孔用於與扇面上的柱銷孔固連，其中支座1凹槽上的一個柱銷孔A1位於支座1的軸線上，另外兩個柱銷孔B2、C2位於同一圓弧段H2上；扇面的中心線上設置一個柱銷孔A10′，本實例間隔角度取為4°，因此在A10′同一圓弧段H1上再均布加工4個柱銷孔B1i′，分別用於對應本實例間隔為4°的側滑角，在轉盤2插入支座1凹槽後與柱銷孔B2、C2處於同一圓弧段上再加工與柱銷孔B2、C2等間距的8個柱銷孔；上述所有柱銷孔的間距滿足：柱銷孔A10′與柱銷孔A1裝配，柱銷孔B2、C2與扇面上對應的柱銷孔裝配後對應側滑角0°(如圖1所示)；圓弧段H1上的柱銷孔B1i′與圓弧段H2上對應的兩個柱銷孔分別與柱銷孔A1、B2、C2裝配後對應側滑角iα，本實例α＝4°，i＝1和2，處於扇形中心線左側的i取正值，右側取負值，因此大扇面結構能實現的側滑角為0°、±4°和±8°；例如圖2對應的側滑角為4°；凸塊插入接頭3的凹槽內並通過一個柱銷孔作為轉心4連接，本實例Δα＝1°，因此在接頭3的凹槽上以及扇面凸塊上對應加工10組柱銷孔(即是N＝2×(4+1)/1)，分別實現0°、±1°和±2°側滑角。通過兩處扇面機構的組合本例能夠實現的側滑角為-10°～10°，間隔角度為1°的正負側滑角變換。該機構能夠實現的側滑角範圍為20°，但轉盤的角度範圍僅是16°，比常規側滑機構的轉盤角度範圍縮小了4°，減小了阻塞比。

以上所述僅為本實用新型的一個具體實施例子，並非用以限定本實用新型的範圍。任何本領域的技術人員，在不脫離本實用新型的構思和原則的前提下所作的等同變換、修改與結合均屬於本實用新型保護的範圍。

本實用新型未詳細說明部分屬於本領域技術人員公知常識。