[實用新型]連續式高速風洞實驗段快速換段裝置

有效

• 申請號: 201720555638.0
• 申請日: 2017-05-18
• 公開（公告）號: CN206740351U
• 公開（公告）日: 2017-12-12
• 發明（設計）人: 李峰;高超;郗忠祥;盛強;李征;郝東東
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: G01M9/00
• 分類號: G01M9/00
• 代理公司: 西北工業大學專利中心61204
• 代理人: 陳星

技術領域

本實用新型涉及風洞實驗段移動與更換裝置的設計領域，具體是一種用于連續式高速風洞實驗段快速換段裝置。

背景技術

風洞是以人工的方式產生并且控制氣流，用來模擬飛行器或實體周圍氣體的流動情況，并可量度氣流對實體的作用效果及觀察物理現象的一種管道狀實驗設備，是進行空氣動力實驗最常用、最有效的工具之一。風洞廣泛用于研究空氣動力學的基本規律，以驗證和發展有關理論，并直接為各種飛行器的研制服務，通過風洞實驗來確定飛行器的氣動布局和評估其氣動性能。風洞實驗是飛行器研制工作中的一個不可缺少的組成部分。它不僅在航空和航天工程的研究和發展中起著重要作用，隨著工業空氣動力學的發展，在交通運輸、房屋建筑、風能利用等領域更是不可或缺的。

連續式高速風洞是由電機驅動的全鋼制回流式封閉管道，主要由軸流壓縮機、冷卻器、穩定段、實驗段及擴散段等部件組成，如圖1所示。實驗段是風洞的核心區域，用以安裝實驗模型和提供高品質的流場環境，從而實現模型氣動力的測量及流場觀測。針對不同的吹風實驗模型，為了拓寬風洞的應用范圍，提高利用率，通常一座風洞配有兩個或多個實驗段，例如開展全機和彈體的三元實驗段、專門進行翼型研究的二元實驗段及帶動力的螺旋槳實驗段等。多實驗段風洞的動力裝置及洞體主體為共用的，實驗段是可以更換的，通過更換不同的實驗段以實現不同的實驗目的。

高速風洞實驗段的前端連接于風洞穩定段，后端連接于風洞擴散段，不同實驗段的內部結構不同，但具有相同的端面接口，更換實驗段時，將在用實驗段的兩個端面與穩定段和擴散段脫開，通過其自帶的車輪與地面軌道移動，實現實驗段與風洞主體的分離。在用實驗段脫離風洞主體后，同樣通過車輪與軌道將待更換實驗段動移入風洞對應部位，最終實現實驗段的更換。高速風洞的實驗段為鋼制結構，總重量達到數十噸，更換實驗段不僅需要長距離的水平拖動，也需要短距離的微量位移控制，以實現實驗段與風洞主體的精確對接。因此，實際的工程應用中，實驗段的移動方式及其位移控制精度一直是風洞實驗人員面臨的難題之一。目前一般采用鋼索牽引的方式實現實驗段的移動，但因拖動裝置的結構復雜性等因素，主要存在以下問題：外部拖動裝置結構復雜，使用和維護成本高；鋼索為柔性牽引工具，難以實現微量位移的精確控制；費時費力，工作效率低，且存在安全隱患。因此，有必要研制一套用于連續式高速風洞的實驗段快速換段裝置，以保證實驗段的位移控制精度，并提高工作效率，降低實驗人員的勞動強度。

發明內容

為了克服傳統鋼索式實驗段牽引方式的固有缺陷，提高風洞更換實驗段的工作效率，解決實驗段位移精度精確控制的技術難題，實現風洞實驗段的快捷更換與精確安裝，本實用新型提出一種適用于連續式高速風洞的實驗段快速換段裝置。

本實用新型的技術方案為：

所述一種連續式高速風洞實驗段快速換段裝置，其特征在于：由4臺功率相同的電動機、4臺減速比相同的減速機、4個車輪軸、電器控制箱和電纜線組成；4臺電動機和4臺減速機分別配合風洞實驗段的4個車輪安裝，減速機安裝于車輪底座，并通過車輪軸與車輪相連接，實現驅動力的傳遞；

一臺電動機與一臺減速機組成一套獨立的驅動裝置，電動機和減速機直聯；電器控制箱通過電纜線連接4套獨立的驅動裝置；4套驅動裝置的啟停和轉速通過電器控制箱獨立控制。

進一步的優選方案，所述一種連續式高速風洞實驗段快速換段裝置，其特征在于：所述電器控制箱中安裝有變頻器、接觸器、繼電器，以及電機過載、相序、錯相保護器。

進一步的優選方案，所述一種連續式高速風洞實驗段快速換段裝置，其特征在于：所述減速機采用多級減速的斜-弧錐齒輪套裝式減速機；所述電動機采用變頻調速電動機。

有益效果

本實用新型有效保障了風洞實驗段的對位精度，提高了更換風洞實驗段的工作效率，并降低了換段過程中人員和設備的安全風險，為連續式高速風洞多實驗段的快速更換和精確安裝提供了技術支撐。

本實用新型的附加方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本實用新型的實踐了解到。

附圖說明

本實用新型的上述和/或附加的方面和優點從結合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

附圖1是連續式高速風洞結構原理圖；

1-軸流壓縮機，2-冷卻器，3-穩定段，4-實驗段，5-擴散段。

附圖2是連續式高速風洞實驗段快速換段裝置主視圖；