一种适用于小型连续式跨超声速风洞的模型更换方法

技术领域

本发明涉及风洞结构领域，具体来说，涉及一种适用于小型连续式跨超声速风洞的模型更换方法。

背景技术

小型连续式跨超声速风洞由于使用成本低，同时该类型的风洞研究性试验使用频率更高，因此该规模风洞的模型更换的高效性及使用的方便性很重要。小型连续式跨超风洞模型更换难点在于操作空间狭小，需要拆除相关设备才能够实现模型的更换。目前应用于小型连续式跨超声速风洞模型更换方法多，但普遍模型更换时长、效率低下、工作人员劳动强度大等特点，不利于风洞高效使用的要求。

为此，我们提出一种适用于小型连续式跨超声速风洞的模型更换方法。

发明内容

针对相关技术中的问题，本发明提出一种适用于小型连续式跨超声速风洞的模型更换方法，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种适用于小型连续式跨超声速风洞的模型更换方法，包括以下步骤：

S1、将喷管段和套筒段固定安装在地面基础上，在地面基础上安装有与喷管段一端对齐的地面轨道，将模型支架段、超扩段与过渡段连接在一起作为一个整体滑动安装在地面轨道上；

S2、在超扩段的下部安装一用于驱动超扩段在地面轨道上移动的驱动机构；

S3、将喷管段与模型支架段通过快速锁紧机构相连；

S4、将过渡段的一端滑动插接在套筒段内，并对套筒段内的充气密封结构进行充气密封，至此可以进行风洞试验；

S5、完成S1-S4的工作后，对充气密封结构进行放气泄压，然后打开快速锁紧机构，启动驱动机构使得模型支架段在地面轨道上沿气流方向移动，使得模型支架段与喷管段脱离并远离一段距离用于更换试验模型；

S6、拆除模型支架段上的试验模型，并更换新的试验模型；

S7、通过启动驱动机构使超扩段沿气流方向反向移动并复位，然后通过快速锁紧机构锁紧，再对充气密封结构进行充气密封，至此完成试验模型的更换。

进一步地，所述地面轨道设置为并列双轨道，在地面轨道的双轨道之间安装有一与地面轨道平行的齿条，所述驱动机构包括有一安装在超扩段下部的正反转减速电机，所述正反转减速电机的输出轴一端安装有一齿轮，该齿轮与所述齿条啮合连接。

进一步地，为保证风洞运行时的稳定性，在地面基础上还安装有防震导向机构，所述防震导向机构包括导向套以及安装在所述超扩段上的导向柱，所述导向柱与导向套滑动插接。

进一步地，在防震导向机构的一侧还安装有一用于限制超扩段移动位置的限位开关，该限位开关与所述驱动机构的控制器连接。

进一步地，所述快速锁紧机构包括固定安装在模型支架段一端法兰上的锥形夹紧销以及安装在喷管段一端与锥形夹紧销配套使用的气动锥销抓紧型锁紧器，气动锥销抓紧型锁紧器和锥形夹紧销分别对齐设置有四组，所述喷管段一端的法兰表面安装有橡胶密封圈。

进一步地，所述套筒段内还安装有滑动带。

本发明的有益效果：

1、本发明提供的一种适用于小型连续式跨超声速风洞的模型更换方法，该方法解决了小型连续式风洞模型更换操作空间狭小、更换时长、使用效率低的缺点，且具有对接精准、连接快速、使用方便的特点，实现了小型连续式跨超声速风洞中模型更换的需求。

2、本发明提供的一种适用于小型连续式跨超声速风洞的模型更换方法，通过驱动机构拖动设备轴向移动最终实现在流道外更换模型的目标，整个模型更换过程，除模型本身的替换需要人工操作，其余全部自动化程序控制；提高了风洞使用效率和减少了工作人员劳动强度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本发明实施例的小型连续式跨超声速风洞的外部结构示意图；

图2是根据本发明实施例的喷管段与模型支架段脱离后的结构示意图；

图3是根据本发明实施例的快速锁紧机构的示意图；

图4是根据本发明实施例的防震导向机构的结构示意图；

图5是根据本发明实施例的充气密封结构与滑动带的结构示意图。

图中：

1、喷管段；2、模型支架段；3、超扩段；4、过渡段；5、套筒段；6、驱动机构；7、试验模型；8、快速锁紧机构；9、防震导向机构；10、充气密封结构；11、滑动带；12、地面基础；13、地面轨道；14、齿条；15、正反转减速电机；16、导向套；17、导向柱；18、轨道轮；19、气动锥销抓紧型锁紧器；20、锥形夹紧销。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，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所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

根据本发明的实施例，

请参阅图1-5，一种适用于小型连续式跨超声速风洞的模型更换方法，包括以下步骤：

S1、将喷管段1和套筒段5固定安装在地面基础12上，在地面基础12上安装有与喷管段1一端对齐的地面轨道13，将模型支架段2、超扩段3与过渡段4连接在一起作为一个整体滑动安装在地面轨道13上，其中，模型支架段2、超扩段3与过渡段4之间采用螺栓连接；

S2、在超扩段3的下部安装一用于驱动超扩段3在地面轨道13上移动的驱动机构6；

S3、将喷管段1与模型支架段2通过快速锁紧机构8相连；

S4、将过渡段4的一端滑动插接在套筒段5内，并对套筒段5内的充气密封结构10进行充气密封，至此可以进行风洞试验；

S5、完成S1-S4的工作后，对充气密封结构10进行放气泄压，然后打开快速锁紧机构8，启动驱动机构6使得模型支架段2在地面轨道13上沿气流方向移动，使得模型支架段2与喷管段1脱离并远离一段距离用于更换试验模型7；

S6、拆除模型支架段2上的试验模型7，并更换新的试验模型7；

S7、通过启动驱动机构6使超扩段3沿气流方向反向移动并复位，然后通过快速锁紧机构8锁紧，再对充气密封结构10进行充气密封，至此完成试验模型的更换。

在实施时，因为风洞在工作过程中有压力，需要保证密封的可靠性及快速性，其中充气密封结构10的设计，用于保持风洞模型更换和风洞工作状态的密封状态。

具体的，地面轨道13设置为并列双轨道，在地面轨道13的双轨道之间安装有一与地面轨道13平行的齿条14，驱动机构6包括有一安装在超扩段3下部的正反转减速电机15，正反转减速电机15的输出轴一端安装有一齿轮，该齿轮与齿条14啮合连接。通过操作正反转减速电机15的正反转来控制超扩段3的移动，在超扩段3的支撑底部安装有与地面轨道13配合使用的轨道轮18。

如图2中所示，为保证风洞在运行时设备的稳定性，在地面基础12上还安装有防震导向机构9，防震导向机构9包括导向套16以及安装在超扩段3上的导向柱17，导向柱17与导向套16滑动插接；防震导向机构9的功能在于在驱动力系统整体拖动相关部段过程中，起精确导向和预防风洞运行过程在垂直于地面方向震动。

具体的，在防震导向机构9的一侧还安装有一用于限制超扩段3移动位置的限位开关，该限位开关与驱动机构6的控制器连接。

在实施时，快速锁紧机构8包括固定安装在模型支架段2一端法兰上的锥形夹紧销20以及安装在喷管段1一端与锥形夹紧销20配套使用的气动锥销抓紧型锁紧器19，气动锥销抓紧型锁紧器19和锥形夹紧销20分别对齐设置有四组，喷管段1一端的法兰表面安装有橡胶密封圈。

如图5中所示，套筒段5内还安装有滑动带11。其中，过渡段4在套筒段5内滑移过程中在径向方向上存在间隙，滑动带11起到便于滑移，同时起有导向和润滑滑移面的作用。

综上所述，借助于本发明的上述技术方案，

本发明提供的一种适用于小型连续式跨超声速风洞的模型更换方法，该方法解决了小型连续式风洞模型更换操作空间狭小、更换时长、使用效率低的缺点，且具有对接精准、连接快速、使用方便的特点，实现了小型连续式跨超声速风洞中模型更换的需求。

本发明提供的一种适用于小型连续式跨超声速风洞的模型更换方法，通过驱动机构6拖动设备轴向移动最终实现在流道外更换试验模型7的目标，整个试验模型7更换过程，除试验模型7本身的替换需要人工操作，其余全部可自动化程序控制；提高了风洞使用效率和减少了工作人员劳动强度。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。