一種動(dòng)力試車體襟翼抗沖刷試驗(yàn)的操控裝置及試驗(yàn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種體襟翼抗沖刷試驗(yàn)的操控裝置及試驗(yàn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]為提高效率、降低成本，在發(fā)動(dòng)機(jī)試車時(shí)進(jìn)行搭載體襟翼抗沖刷試驗(yàn)，以驗(yàn)證體襟翼為代表的熱防護(hù)組件方案設(shè)計(jì)的合理性。要求在不影響發(fā)動(dòng)機(jī)正常試車的情況下開展搭載試驗(yàn)，在獲得飛行器底端面和體襟翼部位熱環(huán)境、飛行器力學(xué)環(huán)境的同時(shí)對體襟翼熱防護(hù)組件進(jìn)行考核。
[0003]為考核體襟翼背風(fēng)面在發(fā)動(dòng)機(jī)噴流流場中的抗沖刷性能，需要在搭載發(fā)動(dòng)機(jī)試車過程中，使得體襟翼后緣部分伸入到發(fā)動(dòng)機(jī)噴流流場中。為了實(shí)現(xiàn)體襟翼的相應(yīng)動(dòng)作，根據(jù)搭載試驗(yàn)要求，設(shè)計(jì)了體襟翼工裝及驅(qū)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)方案。
[0004]李慶棠在《耐熱鋼高溫抗沖蝕磨損性能試驗(yàn)》(南京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2012)中對兩種耐熱鋼的抗沖蝕性能進(jìn)行了比較，但是沒有對驅(qū)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)的研究；吳大方的專利《高超聲速飛行器翼舵結(jié)構(gòu)1400°C高溫模態(tài)試驗(yàn)測量裝置》(CN201210023576.0)高溫模態(tài)試驗(yàn)裝置進(jìn)行了研究，其通過固定的鉬棒導(dǎo)桿將振動(dòng)信號傳遞到高溫?zé)釄鐾?，沒有運(yùn)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)；Miller J.H.在《Hot Dynamic Test Rig for Measuring Hypersonic Engine Seal Flowand Durability))中測量了高超聲速發(fā)動(dòng)機(jī)的密封總體情況，但是缺乏對于工裝及驅(qū)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)方案的研究。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種動(dòng)力試車體襟翼抗沖刷試驗(yàn)的操控裝置及試驗(yàn)方法，為發(fā)動(dòng)機(jī)試車過程中控制襟翼后緣部分進(jìn)出發(fā)動(dòng)機(jī)噴流流場提供了構(gòu)造簡單、控制精度高、具有高度可靠性的操控裝置，實(shí)現(xiàn)了對以體襟翼為代表的熱防護(hù)組件方案設(shè)計(jì)的合理性的驗(yàn)證。
[0006]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種動(dòng)力試車體襟翼抗沖刷試驗(yàn)的操控裝置，包括:體襟翼固定工裝，驅(qū)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)；體襟翼固定工裝包括壓接工裝、搖臂、支座、連桿；壓接工裝包括上壓罩、下托罩和連接板；上壓罩為殼體，下表面與體襟翼上表面貼合；下托罩與體襟翼接觸的一端為殼體，上表面與體襟翼下表面貼合，下表面兩側(cè)通過支撐結(jié)構(gòu)與連接板連接，上壓罩與下托罩在邊緣處固定連接；搖臂一端的連接平面通過連接板與壓接工裝相連，搖臂另一端通過軸孔與支座上的轉(zhuǎn)軸活動(dòng)連接；連桿一端與搖臂有軸孔一端的耳片活動(dòng)連接，另一端與驅(qū)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)連接；驅(qū)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)采用液壓栗驅(qū)動(dòng)連桿伸縮帶動(dòng)搖臂沿轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)。
[0007]所述支座包括轉(zhuǎn)軸，支撐結(jié)構(gòu)和底板；轉(zhuǎn)軸架設(shè)在兩個(gè)側(cè)面平行的支撐結(jié)構(gòu)之間，位于支撐結(jié)構(gòu)上端，支撐結(jié)構(gòu)固定在底板上，每個(gè)支撐結(jié)構(gòu)側(cè)面分布有加強(qiáng)筋。
[0008]所述支座的支撐結(jié)構(gòu)、底板或連桿的材料為Q235。
[0009]所述下托罩殼體下表面兩側(cè)的支撐結(jié)構(gòu)上下兩邊不平行，使得下托罩上端的殼體與連接板之間形成夾角。
[0010]所述上壓罩一側(cè)留有體襟翼的支座通過口，用于固定體襟翼。
[0011]—種利用上述的動(dòng)力試車體襟翼抗沖刷試驗(yàn)的操控裝置進(jìn)行動(dòng)力試車體襟翼抗沖刷試驗(yàn)的方法，包括如下步驟:
[0012]a、固定體襟翼固定工裝的支座，將搖臂裝在支座的轉(zhuǎn)軸上，將壓接工裝的連接板與搖臂連接，將體襟翼夾持在壓接工裝的上壓罩和下托罩之間；將連桿一端與搖臂連接，另一端與驅(qū)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)連接；
[0013]b、將發(fā)動(dòng)機(jī)固定在體襟翼固定工裝的斜上方，調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)的位置，保證當(dāng)體襟翼位于連接板平行于地面的位置時(shí)，體襟翼處于噴流流場中；
[0014]C、發(fā)動(dòng)機(jī)試車開始后，啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)帶動(dòng)連桿控制體襟翼進(jìn)入噴流流場；當(dāng)連接板到達(dá)平行與地面的位置時(shí)，體襟翼保持當(dāng)前狀態(tài)；
[0015]d、維持步驟c中體襟翼的狀態(tài)直至抗沖刷試驗(yàn)結(jié)束，驅(qū)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)帶動(dòng)連桿控制體襟翼退出噴流流場；
[0016]e、體襟翼退出噴流流場后關(guān)閉驅(qū)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)；
[0017]f、獲得體襟翼舵面在發(fā)動(dòng)機(jī)的流場噴流中的結(jié)構(gòu)溫度響應(yīng)結(jié)果。
[0018]所述發(fā)動(dòng)機(jī)主軸與水平面的夾角為5°?65°，發(fā)動(dòng)機(jī)的主軸與體襟翼固定工裝的主軸在同一平面內(nèi)。
[0019]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0020](I)本發(fā)明設(shè)計(jì)了用于體襟翼抗沖刷試驗(yàn)的操控裝置，通過液壓裝置驅(qū)動(dòng)連桿帶動(dòng)搖臂有效驅(qū)動(dòng)體襟翼舵面從發(fā)動(dòng)機(jī)噴流切面進(jìn)入噴流流場，實(shí)現(xiàn)了對操控裝置運(yùn)動(dòng)的精確控制。
[0021](2)本發(fā)明的操控裝置采用的搖臂旋轉(zhuǎn)方式，可以有效的將驅(qū)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的動(dòng)力轉(zhuǎn)移到轉(zhuǎn)軸和搖臂上，提高了動(dòng)力的應(yīng)用效率。
[0022](3)本發(fā)明的操控裝置中支座及連桿等結(jié)構(gòu)采用耐熱不銹鋼，且表面涂覆有耐熱涂層材料，使得體襟翼固定工裝具有較高的強(qiáng)度與剛度，能夠滿足結(jié)構(gòu)承載要求，耐熱涂層進(jìn)一步提高了耐熱不銹鋼的使用溫度，滿足結(jié)構(gòu)的熱環(huán)境要求。
[0023](4)本發(fā)明的試驗(yàn)方法應(yīng)用本發(fā)明的操控裝置，通過操控裝置控制體襟翼進(jìn)入噴流流場，合理控制進(jìn)入時(shí)間，有效考核了體襟翼熱結(jié)構(gòu)舵面材料的抗燒蝕能力，實(shí)現(xiàn)了對以體襟翼為代表的熱防護(hù)組件方案設(shè)計(jì)的合理性的驗(yàn)證。
【附圖說明】
[0024]圖1為本發(fā)明的動(dòng)力試車體襟翼抗沖刷試驗(yàn)的操控裝置安裝示意圖；
[0025]圖2為本發(fā)明的體襟翼固定工裝結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖3為本發(fā)明的體襟翼固定工裝中壓接工裝示意圖；
[0027]圖4為本發(fā)明的體襟翼固定工裝中支座結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖5為本發(fā)明的連桿與搖臂連接示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]體襟翼6搭載發(fā)動(dòng)機(jī)I試車試驗(yàn)主要考核體襟翼6背風(fēng)面在發(fā)動(dòng)機(jī)I噴流流場中的抗沖刷性能和耐溫效果，試驗(yàn)中需要在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間使體襟翼6進(jìn)入和退出發(fā)動(dòng)機(jī)I的噴流流場2，為此設(shè)計(jì)了本發(fā)明中的一種用于動(dòng)力試車體襟翼抗沖刷試驗(yàn)的控制裝置。該裝置在發(fā)動(dòng)機(jī)I試車過程中由驅(qū)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)5驅(qū)動(dòng)使體襟翼6后緣部分伸入到發(fā)動(dòng)機(jī)I的噴流流場2中。
[0030]如圖1所示，一種動(dòng)力試車體襟翼抗沖刷試驗(yàn)的控制裝置，包括:體襟翼固定工裝4，驅(qū)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)5。如圖2所示，體襟翼固定工裝4包括壓接工裝41、搖臂42、支座43、連桿44。
[0031]如圖3所示，壓接工裝41包括上壓罩411、下托罩412、支耳413、連接板414及若干M20不銹鋼螺栓。上壓罩411為殼體，下表面與體襟翼6上表面貼合，一側(cè)留有體襟翼6的支座通過口，下托罩412與體襟翼6接觸的一端為殼體，殼體上表面與體襟翼6下表面貼合，殼體下表面兩側(cè)通過支撐結(jié)構(gòu)與連接板414連接，支撐結(jié)構(gòu)上下兩邊不平行，使得下托罩412上端的殼體結(jié)構(gòu)與連接板414形成一定的角度，上壓罩411與下托罩412通過邊緣上的M20不銹鋼螺栓連接，體襟翼6夾持在上壓罩411及下托罩412之間，支耳413安裝在下托罩412上端殼體與連接板414之間，強(qiáng)化了下托罩412和連接板414的連接；壓接工裝41通過下部的連接板414與搖臂42相連，連接處共有14個(gè)M14螺栓。
[0032]搖臂42為長方形柱狀結(jié)構(gòu)，一端有軸孔，另一端與長方形的連接平面連接，柱狀結(jié)構(gòu)與長方形的連接平面連接處通過加強(qiáng)筋加強(qiáng)，連接平面用于與連接板414固定連接，搖臂42用于將壓接工裝41及體襟翼6翻轉(zhuǎn)到發(fā)動(dòng)機(jī)I形成的噴流流場2中，材料為lCrl8Ni9Ti不銹鋼，鋼板初選12mm，氬弧焊接而成，軸孔處采用襯套加強(qiáng)。
[0033]支座43如圖4所示，用于體襟翼固定工裝4整體的支撐以及固定，主