[發明專利]一種用于短鈍外形飛行器俯仰方向自由振動動導數試驗裝置

有效

• 申請號: 201810932942.1
• 申請日: 2018-08-16
• 公開（公告）號: CN109238622B
• 公開（公告）日: 2020-07-14
• 發明（設計）人: 劉金;宋玉輝
• 申請（專利權）人: 中國航天空氣動力技術研究院
• 主分類號: G01M9/02
• 分類號: G01M9/02;G01M9/04;B64F5/60
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 龐靜

一種用于短鈍外形飛行器俯仰方向自由振動動導數試驗裝置，包括：俯仰鉸鏈(5)、運動傳遞裝置、支撐裝置、驅動裝置；所述的運動傳遞裝置包括推桿(6)、上撥針(9)、下撥針(11)、限位塊(13)；驅動裝置放置在支撐裝置內腔，其輸出端與置于支撐裝置內腔的推桿(6)一端相連，驅動推桿(6)前后運動；俯仰鉸鏈(5)一端固連支撐裝置，另一端與短鈍外形試驗模型相連；限位塊(13)安裝在支撐裝置上，限制推桿(6)只做前后運動；下撥針(11)安裝在推桿(6)上，上撥針(9)安裝在短鈍外形試驗模型上；試驗前后均通過推桿(6)限制俯仰鉸鏈的運動；試驗過程中，通過推桿的前后運動由下撥針(11)驅動上撥針(9)向上運動，進而帶動短鈍外形模型(1)繞俯仰鉸鏈(5)的轉動中心做自由振動運動。

技術領域

本發明涉及一種針對短鈍外形飛行器采用自由振動動導數試驗方法獲取俯仰方向動導數的風洞試驗裝置。

背景技術

飛行器的氣動設計和控制系統設計都要求提供飛行器在其飛行條件下的動穩定導數數據。飛行器在作姿態改變的動作或受到氣流干擾時,會發生偏離平衡姿態的俯仰、偏航或滾轉振動。動穩定性研究的目的是預示這些振動的衰減趨勢和規律。對于被動式阻尼控制的飛行器來說，飛行器的動態飛行品質和可靠性要求對飛行器動穩定性的預示提出了極高的要求。過低的動穩定性容易導致飛行器的角運動發散，這樣，將嚴重影響飛行器的飛行姿態。因此，動導數的準確預示顯得尤為重要。

動導數也稱動穩定性導數，用來描述飛行器進行機動飛行和受到擾動時的氣動特性。是飛行器氣動性能設計、控制系統和總體設計中必不可少的氣動參數。動穩定性導數對于飛行器設計師們來說是很重要的，因為這些導數能提供飛行器的自然穩定性、控制舵面效率和機動性能，另外這些導數也使得飛行器的幾何特性在初步設計過程中呈現著特別重要的意義。

短鈍外形飛行器多指載人載入大氣層飛行器或者飛船返回艙等，如美國的阿波羅載人返回艙、前蘇聯的聯盟號返回艙、我國的神舟返回艙，火星探測器著陸艙等，其大鈍頭特點能夠滿足載入飛行期間各種飛行速度下所需的升力、阻力要求，使之安全平穩著陸。短鈍外形飛行器氣動設計中主要的工作之一是動穩定特性的研究。由于這類飛行器接近球形的外形特點，在亞、跨聲速階段，其動穩定阻尼很小，還可能出現動不穩定現象，確認這類飛行器具有良好的動穩定特性，確保其飛行安全，是這類飛行器動穩定特性研究的最終目的。

研究短鈍外形飛行器的動穩定特性，一個主要的手段是獲取其動穩定導數，目前主要方法有理論分析、數值計算和風洞試驗，而風洞試驗是最直觀的獲取短鈍外形動穩定導數的一種方法。

目前風洞動穩定導數試驗常用的方法是自由振動試驗方法和強迫振動試驗方法，通過測量作用于模型上的氣動力、力矩和測量模型的運動參數，求出其動穩定導數。由于強迫振動試驗方法需要同時測量模型氣動力和角位移，需要模型前后方向內部空間較大，針對鈍頭體外形飛行器，采用強迫振動試驗方法難以實現。而自由振動試驗方法只需要進行角位移的測量，可以實現對短鈍外形飛行器動導數的測量，而相對傳統自由振動試驗裝置，針對這類飛行器的自由振動動導數試驗還需要進一步研究。因此為獲取短鈍外形飛行器動穩定導數，設計了一套自由振動動導數試驗裝置，用于研究短鈍外形飛行器動穩定特性。

發明內容

本發明的技術解決問題是：克服現有技術的不足，提供一種用于短鈍外形飛行器俯仰方向自由振動動導數試驗裝置。

本發明的技術解決方案是：一種用于短鈍外形飛行器俯仰方向自由振動動導數試驗裝置，包括：俯仰鉸鏈、運動傳遞裝置、支撐裝置、驅動裝置；所述的運動傳遞裝置包括推桿、上撥針、下撥針、限位塊；