本發(fā)明涉及一種吸氣式飛行器設(shè)計領(lǐng)域，特別是一種用于進氣道風(fēng)洞試驗的葉片式流量節(jié)流系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

進氣道是吸氣式飛行器的一個關(guān)鍵部件，它是一個經(jīng)過精心設(shè)計的氣流通道，作用是引入空氣，在實現(xiàn)對氣流的減速增壓后，提供給發(fā)動機燃燒室，其性能的優(yōu)劣直接影響到發(fā)動機乃至飛行器的總體性能。

進氣道風(fēng)洞試驗是評估進氣道性能、獲得進氣道特性參數(shù)的主要手段，其中流量系數(shù)與總壓恢復(fù)系數(shù)是進氣道最主要的兩個特性參數(shù)，為了得到兩者隨進氣道出口反壓變化的規(guī)律，傳統(tǒng)的方法是采用節(jié)流錐裝置進行反壓調(diào)節(jié)，節(jié)流錐裝置一般分為開口和閉口兩種實現(xiàn)方式：

開口式節(jié)流錐裝置直接安裝于整個測量管路后端，由于氣流直接排放到管道外，無需錐面套筒，徑向尺寸較小，可應(yīng)用于較大縮比進氣道模型試驗?zāi)Ｐ停捎诖朔N方式流量測量截面都位于節(jié)流錐上游不遠處，未經(jīng)過整流導(dǎo)致測量誤差較大，且不能添加流量抽吸系統(tǒng)，無法滿足航空進氣道等精度高、速度低的試驗要求。

閉口式節(jié)流錐裝置可在其后加裝高精度流量測量和流量抽吸系統(tǒng)，但由于錐面套筒的存在，尺寸一般較大，而現(xiàn)代先進戰(zhàn)斗機和新型tbcc組合動力飛行器一般具有雙發(fā)動機和進氣道，而縮比后的雙發(fā)進氣道模型出口間距較小，很難同時加裝兩套閉口式節(jié)流錐裝置，只得將其通過軟管延伸至風(fēng)洞洞壁或洞外安裝，而這種安裝方法反壓調(diào)節(jié)位置距進氣道出口較遠，對進氣道臨界狀態(tài)喘振頻率和強度的測量影響較大。

隨著國內(nèi)航空發(fā)動機的快速發(fā)展，對航空進氣道試驗的要求越來越高，傳統(tǒng)節(jié)流錐式流量節(jié)流裝置難以滿足試驗要求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種用于進氣道風(fēng)洞試驗的葉片式流量節(jié)流系統(tǒng)，該系統(tǒng)直接安裝于進氣道出口之后，能夠簡單有效地調(diào)節(jié)進氣道出口反壓，可應(yīng)用于較大縮比進氣道和雙發(fā)進氣道試驗?zāi)Ｐ汀?/p>

本發(fā)明的上述目的是通過如下技術(shù)方案予以實現(xiàn)的：

一種用于進氣道風(fēng)洞試驗的葉片式流量節(jié)流系統(tǒng)，包括n個葉片、套筒、尾段、后支架、前支架、電機座、導(dǎo)流錐、尾蓋和錐頭；其中，套筒和尾段均為中空圓筒結(jié)構(gòu)；套筒和尾段水平放置且軸向固定連接；前支架和后支架均為十字形框架結(jié)構(gòu)；前支架垂直固定安裝在套筒的一端；后支架垂直固定安裝在套筒和尾段的連接處；導(dǎo)流錐為錐臺結(jié)構(gòu)，位于套筒的軸心位置，且前支架固定安裝在導(dǎo)流錐小端的側(cè)壁；錐頭為錐形結(jié)構(gòu)；錐頭同軸固定安裝在導(dǎo)流錐小端的端面處；電機座為中空圓柱形結(jié)構(gòu)；電機座的軸向一端與導(dǎo)流錐的大段固定連接；電機座軸向的另一端固定安裝有尾蓋；n個葉片均勻環(huán)繞固定安裝在電機座的外壁；n為不小于4的正整數(shù)。

在上述的一種用于進氣道風(fēng)洞試驗的葉片式流量節(jié)流系統(tǒng)，在所述電機座的內(nèi)部固定安裝有驅(qū)動電機和減速器；驅(qū)動電機和減速器軸向連接，且均位于電機座的軸心位置；其中減速器靠近導(dǎo)流錐；驅(qū)動電機遠離導(dǎo)流錐。

在上述的一種用于進氣道風(fēng)洞試驗的葉片式流量節(jié)流系統(tǒng)，所述減速器的軸向一端垂直固定安裝主動齒輪；沿著導(dǎo)流錐中空內(nèi)壁均勻環(huán)繞設(shè)置有n個從動齒輪，n個從動齒輪均與主動齒輪為正交傳動齒輪。

在上述的一種用于進氣道風(fēng)洞試驗的葉片式流量節(jié)流系統(tǒng)，主動齒輪與從動齒輪的傳動比為1：2-1：6；且主動齒輪與從動齒輪的回差小于3′。

在上述的一種用于進氣道風(fēng)洞試驗的葉片式流量節(jié)流系統(tǒng)，每個從動齒輪均與相應(yīng)的葉片位置對應(yīng)；每組從動齒輪與葉片之間均設(shè)置有葉片軸；葉片軸的一端固定連接在從動齒輪，葉片軸的另一端穿過導(dǎo)流錐外壁與葉片接觸，實現(xiàn)從動齒輪帶動相應(yīng)的葉片轉(zhuǎn)動，且葉片的旋轉(zhuǎn)角度為0-90°。

在上述的一種用于進氣道風(fēng)洞試驗的葉片式流量節(jié)流系統(tǒng)，所述主動齒輪與減速器之間固定安裝有零位開關(guān)。

在上述的一種用于進氣道風(fēng)洞試驗的葉片式流量節(jié)流系統(tǒng)，所述導(dǎo)流錐小端的角度為30-75°，材料為45#鋼。

在上述的一種用于進氣道風(fēng)洞試驗的葉片式流量節(jié)流系統(tǒng)，所述葉片為扇形結(jié)構(gòu)；葉片的厚度為套筒直徑的當(dāng)n個葉片關(guān)閉位于同一平面時，相鄰兩個葉片的間隙為0.5-1mm。

在上述的一種用于進氣道風(fēng)洞試驗的葉片式流量節(jié)流系統(tǒng)，所述減速器的輸出控制精度小于1′。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點：

(1)本發(fā)明中葉片式流量調(diào)節(jié)裝置葉片旋轉(zhuǎn)行程為0～90度，采用小功率伺服電機+減速器進行調(diào)節(jié)，尺寸較常規(guī)節(jié)流錐更小，在滿足較大縮比進氣道和雙發(fā)進氣道模型試驗的同時，阻塞比小，便于風(fēng)洞流場建立，節(jié)約試驗成本；

(2)本發(fā)明直接安裝于進氣道試驗?zāi)Ｐ椭?，模擬發(fā)動機反壓，可在其后加裝高精度流量測量和流量抽吸系統(tǒng)以滿足航空進氣道精度高、速度低的需求；

(3)本發(fā)明采用高精度傳動齒輪組件回差在3'以內(nèi)，減速器輸出端控制精度可達1'以內(nèi)，整體調(diào)節(jié)精度高于常規(guī)節(jié)流錐絲杠式調(diào)節(jié)方法。

附圖說明

圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)剖視圖；

圖2為本發(fā)明結(jié)構(gòu)左視圖；

圖3為本發(fā)明葉片位置示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細的描述：

如圖3所示為葉片位置示意圖，由圖可知，一種用于進氣道風(fēng)洞試驗的葉片式流量節(jié)流系統(tǒng)，包括n個葉片5、套筒7、尾段8、后支架9、前支架10、電機座11、導(dǎo)流錐12、尾蓋13和錐頭15；其中，套筒7和尾段8均為中空圓筒結(jié)構(gòu)；套筒7和尾段8水平放置且軸向固定連接；尾段8主要用來密封零位開關(guān)與電機走線孔。前支架10和后支架9均為十字形框架結(jié)構(gòu)；前支架10垂直固定安裝在套筒7的一端；后支架9垂直固定安裝在套筒7和尾段8的連接處；導(dǎo)流錐12為錐臺結(jié)構(gòu)，位于套筒7的軸心位置，且前支架10固定安裝在導(dǎo)流錐12小端的側(cè)壁；錐頭15為錐形結(jié)構(gòu)；錐頭15同軸固定安裝在導(dǎo)流錐12小端的端面處；電機座11為中空圓柱形結(jié)構(gòu)；電機座11的軸向一端與導(dǎo)流錐12的大段固定連接；電機座11軸向的另一端固定安裝有尾蓋13；n個葉片5均勻環(huán)繞固定安裝在電機座11的外壁；n為不小于4的正整數(shù)。導(dǎo)流錐12小端的角度為30-75°，材料為45#鋼。

如圖1所示為結(jié)構(gòu)剖視圖，由圖可知，述電機座11的內(nèi)部固定安裝有驅(qū)動電機1和減速器2；驅(qū)動電機1和減速器2軸向連接，且均位于電機座11的軸心位置；其中減速器2靠近導(dǎo)流錐12；驅(qū)動電機1遠離導(dǎo)流錐12；減速器2的軸向一端垂直固定安裝主動齒輪3；沿著導(dǎo)流錐12中空內(nèi)壁均勻環(huán)繞設(shè)置有n個從動齒輪4，n個從動齒輪4均與主動齒輪3為正交傳動齒輪。主動齒輪3與減速器2之間固定安裝有零位開關(guān)6；減速器2的輸出控制精度小于1′。

主動齒輪3與從動齒輪4的傳動比為1：2-1：6；且主動齒輪3與從動齒輪4的回差小于3′。

如圖2所示為結(jié)構(gòu)左視圖，由圖可知，每個從動齒輪4均與相應(yīng)的葉片5位置對應(yīng)；葉片5轉(zhuǎn)軸通過鍵配合與從動齒輪4固定連接，既保證兩者軸線的共線性，也保證各葉片與對應(yīng)從動齒輪4齒牙的同位性。每組從動齒輪4與葉片5之間均設(shè)置有葉片軸14；葉片軸14的一端固定連接在從動齒輪4，葉片軸14的另一端穿過導(dǎo)流錐12外壁與葉片5接觸，實現(xiàn)從動齒輪4帶動相應(yīng)的葉片5轉(zhuǎn)動，且葉片5的旋轉(zhuǎn)角度為0-90°；葉片5為扇形結(jié)構(gòu)；葉片5的厚度為套筒7直徑的當(dāng)n個葉片5關(guān)閉位于同一平面時，相鄰兩個葉片5的間隙為0.5-1mm。

在該裝置各部件組裝過程中，要先根據(jù)葉片零位位置確定零位開關(guān)所在位置，如圖1所示，零位開關(guān)可沿軸向前后移動，位置確定后用704膠固定。將套筒7與尾段8用螺栓緊固后，根據(jù)零位開關(guān)6與電機控制線尺寸在兩法蘭面之間鉆孔，走線后用704膠密封。

驅(qū)動電機1自帶編碼器，可記錄一次通電運轉(zhuǎn)的絕對圈數(shù)，并且具有斷電制動功能。默認為當(dāng)次通電位置為零位進行記錄，而可能存在中途斷電使得此零位非葉片5真實零位，需要通過零位開關(guān)6進行零位復(fù)位。

各部件裝配完成后進行控制程序調(diào)試，通過葉片5零位位置和關(guān)閉位置擬合出電機轉(zhuǎn)數(shù)到葉片5旋轉(zhuǎn)角度的線性關(guān)系，葉片5處于零位位置時，流通面積最大，反壓最?。浑S著葉片5角度(定義為葉片表面與中軸線夾角)增加流通面積減小，反壓增加。在進行進氣道風(fēng)洞試驗時，可根據(jù)進氣道出口尺寸，加工一轉(zhuǎn)接法蘭段用以連接該裝置，法蘭面對接處均用o型圈密封，若需要加裝高精度流量測量和流量抽吸系統(tǒng)可通過軟管進行連接。

本發(fā)明說明書中未作詳細描述的內(nèi)容屬本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知技術(shù)。