[實用新型]一種小型翼舵結構氣動熱-振聯合試驗裝置

有效

• 申請號: 202023222318.4
• 申請日: 2020-12-28
• 公開（公告）號: CN214373222U
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發明（設計）人: 何大龍;焦方坤;高賀
• 申請（專利權）人: 中國航天空氣動力技術研究院
• 主分類號: G01M7/02
• 分類號: G01M7/02;G01M9/06;G01M9/08;B64F5/60
• 代理公司: 北京八月瓜知識產權代理有限公司 11543
• 代理人: 白鶴

本實用新型涉及高速飛行器小型翼型結構熱環境試驗技術領域，尤其是涉及一種小型翼舵結構氣動熱?振聯合試驗裝置。試驗裝置的激振器和滑臺底板設置在底座上；水平滑臺與滑臺底板滑動連接，且激振器通過剛性連接桿與水平滑臺連接；試驗件固定在水平滑臺上，且試驗件與電弧加熱器的噴管相對設置。采用電弧加熱器對空氣進行加熱，加熱效率非常高，所獲得的超聲速氣流的最高溫度可達3000～6000℃，遠超石英燈等靜態加熱裝置的加熱能力極限。將高溫高速和高剪切的氣流噴射到試驗件表面，試驗環境與翼型結構及材料的真實服役環境更為接近，試驗結果對于高超聲速飛行器的安全可靠性設計更具參考價值。

技術領域

本實用新型涉及高速飛行器小型翼型結構熱環境試驗技術領域，尤其是涉及一種小型翼舵結構氣動熱-振聯合試驗裝置。

背景技術

隨著飛行器設計馬赫數的不斷提高，隨之而來的氣動加熱問題對飛行器結構的影響也變得越來越明顯，例如高速飛行器在快速穿越大氣層時，受到空氣的流動阻力作用，同時對前方空氣進行強烈的壓縮，從而發生動能向熱能的轉化，飛行器表面溫度可達600～2000℃左右，針對飛行器不同部位面臨的差異性高溫熱環境，需要采用不同的熱防護材料對飛行器結構進行熱防護。此外，飛行器在長時間飛行過程中，翼、舵等姿態控制結構會出現長時間的持續劇烈振動。氣動加熱產生的高溫會使材料和結構的彈性性能發生變化，還會使結構內部產生熱應力，引起結構的變形，從而導致高速飛行器翼、舵等結構的固有頻率、模態振型等振動特性發生改變，對飛行器的顫振特性、控制特性產生很大的影響，造成安全事故，因此對翼舵等結構件進行熱-振聯合地面試驗是非常重要的。

現有的熱-振聯合試驗，一般使用石英燈輻射加熱方式提供熱環境，其加熱能力有限，與飛行器實際面臨的上千攝氏度的氣動加熱環境相差甚遠，加熱方式與真實服役時的氣動熱環境明顯不符，無法模擬出飛行過程中高速氣流對飛行器表面的強剪切效應，加熱設備存在熱滯后現象，無法準確模擬飛行器大機動變軌等飛行狀態所面臨的高升溫速率非線性加熱環境。使用振動臺實現振動載荷的加載，標準振動臺及配套的功率放大器一般體積比較大，對電源和工作環境要求比較高，整個安裝和拆解比較麻煩，運行噪聲也比較大。高速飛行器上的小型結構件比較多，例如小型翼和舵結構；此外，針對飛行器上防熱材料的熱-振聯合考核，一般都是使用裁取較小尺寸進行，例如100*100mm規格。利用現有的試驗裝置對小型結構件和材料進行熱環境下的振動考核十分不便，面臨明顯的測試成本較高和考核效率低下的問題。因此，設計一套小型的氣動熱熱-振聯合試驗系統面臨非常迫切的需求。

實用新型內容

本實用新型的第一目的在于提供小型翼舵結構氣動熱-振聯合試驗裝置，該小型翼舵結構氣動熱-振聯合試驗裝置能夠現有試驗裝置存在的問題；

本實用新型提供一種小型翼舵結構氣動熱-振聯合試驗裝置，其包括底座、滑臺底板、水平滑臺、隔熱板、激振器、剛性連接桿和電弧加熱器；

所述激振器和滑臺底板設置在底座上；

所述水平滑臺與滑臺底板滑動連接，且激振器通過剛性連接桿與水平滑臺連接；

試驗件固定在水平滑臺上，且試驗件與電弧加熱器的噴管相對設置。

優選的，所述激振器和滑臺底板通過螺栓固定在底座上。

優選的，所述滑臺底板上設置有兩對光軸支座，相對設置的兩光軸支座之間穿設有光軸；

每根光軸上均穿設有兩個滑塊，所述光軸支座通過螺栓固定在滑臺底板上，水平滑臺通過螺栓固定在四個滑塊上。

優選的，所述剛性連接桿的一端與水平滑臺螺紋連接，另一端通過螺栓連接在激振器的轉接架上。

優選的，所述水平滑臺的上部設置有滑臺保護板，該滑臺保護板通過高溫固化膠固定在水平滑臺上。

優選的，所述底座上還設置有隔熱板，滑臺底板，以及滑臺底板上部件與激振器分布在隔熱板的兩側。