CN114112290A - 一种应用于跨声速风洞的流场移测装置 - Google Patents

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蔡清青
高鑫宇
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Abstract

本发明公开了一种应用于跨声速风洞的流场移测装置，包括上横梁、一字排架探测单元、下横梁和传动***，所述上横梁安装于洞体的上壁面，所述下横梁安装于洞体的下壁面，所述一字排架探测单元的上下两端分别滑动连接于上横梁和下横梁，所述传动***安装于上横梁或下横梁，作用于一字排架探测单元，带动一字排架探测单元实现X向移动；本发明设计合理，结构巧妙，应用于跨声速风洞，可有效的减少挠度变形对测量数据的影响，可提高测量效率。

Description

一种应用于跨声速风洞的流场移测装置
技术领域
本发明涉及空气动力学风洞试验领域，具体讲是一种应用于跨声速风洞的流场移测装置。
背景技术
当今飞行器的研制与发展仍然离不开准确的风洞试验数据。在各种空气动力学实验中，需要测量多种气流参数中的一种或几种。此外，为了减小和消除***误差，须使流场品质满足规定的标准。为此，在进行空气动力学实验之前，需要测量空风洞（无模型）实验段中气流参数的空间分布，即流场校测。
随着飞行器研制和空气动力研究的发展，风洞试验的品种越来越多，对试验结果的精准度要求也越来越高。流场品质是影响风洞试验数据精度和准度的主要因素。流场校测就是对风洞性能和流场品质进行测量，了解流场品质是否达到规定的要求，以保证风洞试验数据的质量。每座风洞建成后，为检测风洞各部段组成部分的安装是否满足设计要求，风洞的流场指标是否满足国家标准，都需要对风洞进行流场校测。实测出风洞的性能、流场品质和试验数据的精确度，检验是否达到风洞设计任务书规定的各项指标。如果没有达到设计指标，应分析其原因，为改进提供资料。
流场校测中最难的为方向场移动测量部分，目前国内外比较普遍应用的流场测量设备测量耙的结构形式，即当测量耙固定到某一个截面后，可自动或手动的实现该截面的测量。这种类型的测量耙适合小型风洞使用，风洞过大会造成耙的中心位置挠度变形，且试验效率很低，每个位置都需要人工移动。
发明内容
因此，为了解决上述不足，本发明在此提供一种设计合理，结构巧妙，可有效的减少挠度变形对测量数据影响的流场移测装置，该流场移测装置应用于跨声速风洞，可提高测量效率。
本发明是这样实现的，构造一种应用于跨声速风洞的流场移测装置，包括上横梁、一字排架探测单元、下横梁和传动***，
所述上横梁安装于洞体的上壁面，所述下横梁安装于洞体的下壁面，所述一字排架探测单元的上下两端分别滑动连接于上横梁和下横梁，
所述传动***安装于上横梁或下横梁，作用于一字排架探测单元，带动一字排架探测单元实现X向移动。
优选的，所述一字排架探测单元包括立板和数个探针，数个所述探针安装于所述立板的探测端面。
优选的，所述探针与立板通过螺钉顶紧或粘胶连接。
优选的，所述立板上端安装有上排架座，该上排架座通过滑块活动安装于上横梁。
优选的，所述立板下端固定安装有下排架座，该下排架座滑动安装于下横梁并与传动***连接。
优选的，所述上横梁和下横梁分别固定安装有数个压板，该压板通过螺栓固定安装于洞体的上壁面或下壁面。
优选的，所述传动***包括安装于下横梁的梯形丝杠、伺服电机、减速机和制动器，
所述伺服电机通过金属波纹管联轴器A与所述制动器连接，该制动器与所述减速机连接，所述减速机通过金属波纹管联轴器B与梯形丝杠连接；
所述梯形丝杠通过螺母与下排架座连接。
优选的，所述伺服电机、制动器和减速机分别通过支座A、支座B和支座C安装于下横梁，所述梯形丝杠通过伺服轴承座安装于下横梁。
本发明通过传动***带动具有探针的一字排架探测单元在风洞中移动。
本发明具有如下优点：
1、本发明提供的一种应用于跨声速风洞的流场移测装置，通过传动***中的伺服电机、减速机驱动梯形丝杠旋转，螺母带动下排架座及滑块在导轨上前后滑移，使得与下排架座连接的一字排架探测单元在X轴向滑动，从而试验过程中能够实现X轴向任意截面的湍流度、噪声、点流向等风洞动态流场品质的测量与标定，提高了试验效率。
2、本发明提供的一种应用于跨声速风洞的流场移测装置，适应现实需要，采用机电一体化设计，结构紧凑、操作简便、免去了人力移测的问题、便于试验人员操作，经济实用，降低试验成本。
附图说明
图1是本发明所述应用于跨声速风洞的流场移测装置的结构示意图；
图2是本发明所述应用于跨声速风洞的流场移测装置的传动***结构示意图；
图3是根据本发明实施例的X向视图；
图4是根据本发明实施例的一字排架探测单元剖面视图；
图中：1、压板；2、上排架座；3、上横梁；4、一字排架探测单元；5、下横梁；6、传动***；7、螺母；8、下排架座；9、滑块；10、梯形丝杠；11、导轨；12、伺服电机；13、金属波纹管联轴器A；14、制动器；15、减速机；16、金属波纹管联轴器B；17、支座A；18、支座B；19、支座C；20、伺服轴承座；21、探针；22、立板。
具体实施方式
下面将结合附图1-图4对本发明进行详细说明，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，一种应用于跨声速风洞的流场移测装置，包括上横梁3、一字排架探测单元4、下横梁5和传动***6，
所述上横梁3安装于洞体的上壁面，所述下横梁5安装于洞体的下壁面，所述一字排架探测单元4的上下两端分别滑动连接于上横梁3和下横梁5，
所述传动***6安装于上横梁3或下横梁5，作用于一字排架探测单元4，带动一字排架探测单元4实现X向移动。
如图4所示，在该实施例中，所述一字排架探测单元4包括立板22和数个探针21，数个所述探针21安装于所述立板22的探测端面，该探针的数量根据风洞口径大小而确定，优选为13个。
在该实施例中，所述探针21与立板22通过螺钉顶紧或粘胶连接。
如图1或3所示，在该实施例中，所述立板22上端安装有上排架座2，该上排架座2通过滑块9活动安装于上横梁3。
在该实施例中，所述立板22下端固定安装有下排架座8，该下排架座8通过滑块滑动安装于下横梁5并与传动***6连接；同时在所述下横梁5的上端设置有与滑块匹配的导轨11。
在该实施例中，所述上横梁3和下横梁5分别固定安装有数个压板1，该压板1通过螺栓固定安装于洞体的上壁面或下壁面；所述压板1的个数根据上横梁或下横梁轴向长度而设计，优选的，所述上横梁和下横梁均设置有6个压板1，更优的，所述上横梁和下横梁两侧均固定设置有3个。
如图2所示，在该实施例中，所述传动***6包括安装于下横梁5的梯形丝杠10、伺服电机12、减速机15和制动器14，
所述伺服电机12通过金属波纹管联轴器A13与所述制动器14连接，该制动器14与所述减速机15连接，所述减速机15通过金属波纹管联轴器B16与梯形丝杠10连接；
所述梯形丝杠10通过螺母7与下排架座8连接。
在该实施例中，所述伺服电机12、制动器14和减速机15分别通过支座A17、支座B18和支座C19安装于下横梁5，所述梯形丝杠10通过伺服轴承座20安装于下横梁5。
本发明在使用时，将上横梁3和下横梁5分别通过压板1安装于洞体的上壁面和下壁面，其中压板1利用螺钉与壁面连接，运动时，伺服电机12带动梯形丝杠10转动，梯形丝杠10再带动下排架座8移动，从而实现一字排架探测单元4在X向移动，通过一字排架探测单元4上的探针21进行测量风洞流场。
本发明提供的流场移测装置在流场校测过程中对流场干扰小，克服传统流场移测装置对风洞结构造成损坏的问题，从而减少对风洞设备安装维护时间。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种应用于跨声速风洞的流场移测装置，其特征在于：包括
上横梁（3），安装于洞体的上壁面；
下横梁（5），安装于洞体的下壁面；
一字排架探测单元（4），上下两端分别滑动连接于上横梁（3）和下横梁（5）；以及
传动***（6），安装于上横梁（3）或下横梁（5），作用于一字排架探测单元（4），带动一字排架探测单元（4）实现X向移动。
2.根据权利要求1所述一种应用于跨声速风洞的流场移测装置，其特征在于：所述一字排架探测单元（4）包括立板（22）和探针（21），所述探针（21）安装于所述立板（22）的探测端面。
3.根据权利要求2所述一种应用于跨声速风洞的流场移测装置，其特征在于：所述探针（21）与立板（22）通过螺钉顶紧或粘胶连接。
4.根据权利要求2所述一种应用于跨声速风洞的流场移测装置，其特征在于：所述立板（22）上端安装有上排架座（2），该上排架座（2）通过滑块（9）活动安装于上横梁（3）。
5.根据权利要求2所述一种应用于跨声速风洞的流场移测装置，其特征在于：所述立板（22）下端固定安装有下排架座（8），该下排架座（8）滑动安装于下横梁（5）并与传动***（6）连接。
6.根据权利要求5所述一种应用于跨声速风洞的流场移测装置，其特征在于：所述传动***（6）包括安装于下横梁（5）的梯形丝杠（10）、伺服电机（12）、减速机（15）和制动器（14），
所述伺服电机（12）通过金属波纹管联轴器A（13）与所述制动器（14）连接，该制动器（14）与所述减速机（15）连接，所述减速机（15）通过金属波纹管联轴器B（16）与梯形丝杠（10）连接；
所述梯形丝杠（10）通过螺母（7）与下排架座（8）连接。
7.根据权利要求6所述一种应用于跨声速风洞的流场移测装置，其特征在于：所述伺服电机（12）、减速机（15）和制动器（14）分别通过支座安装于下横梁（5），所述梯形丝杠（10）通过伺服轴承座（20）安装于下横梁（5）。
8.根据权利要求1所述一种应用于跨声速风洞的流场移测装置，其特征在于：所述上横梁（3）和下横梁（5）分别固定安装有压板（1），该压板（1）通过螺栓固定安装于洞体的上壁面或下壁面。
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