专利名称：高超声速风洞实验舱舱门开启装置的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及风洞实验领域，特别地，涉及一种应用于风洞实验的高超声速风洞实验舱舱门开启装置。
背景技术：
风洞实验是依据运动的相对原理，将实验模型或者实物固定在地面人工环境中， 人为制造气流通过，以模拟空中各种飞行状态，获取实验数据。风洞实验广泛应用于导弹、 高超声速飞行器、空天飞机的模型实验，是航空航天领域内非常重要的地面试验设备。高超声速风洞一般包括加热器、喷管、实验舱、扩压器、引射器(或真空罐)、气源系统、控制系统等，实验舱是实验模型的场所，是风洞的重要部件，要满足不同实验模型、实验任务的需要。
实验舱上游与喷管相连，下游与扩压器连接，风洞实验是将实验模型放置于实验舱中进行相应实验。实验舱需满足以下几个方面的基本要求
I)、实验舱的气动性能好，空气动力学性能要求好，以确保高超声速风洞的启动性能和实验性能；
2)、实验舱具有足够的空间，以保证大尺寸的实验模型进入舱体后，余下的空间仍能满足实验雷诺数及几何模拟精确性的要求；
3)、气密性好，实验时实验舱内压力一般情况下接近真空，但出现特殊情况时也有正压力，不能出现气体泄漏现象，否则影响风洞气动和实验性能，因此，实验舱的气密性要好；
4)、结构和刚度高，由于试验过程中，不管是在真空条件或者正压条件下，为防止实验舱舱体受力变形，所选用舱体需要能承受相应气压的压力，而不能变形或者破坏；
5)、进出方便，风洞实验中，部分模型需要安装在实验舱内、或者需要进一步调整模型的姿态。此时，相关操作人员就需要进入实验舱内。因此，模型或者操作人员能否方便的进出实验舱也成为考验实验舱的一个重要指标；
6)、数据采集方便，不同实验条件下，实验舱需要满足测量、数据采集、流场显示的要求。
现有的风洞设备中的实验舱，其基本的原理图如图I所示，实验舱I的上游与喷管 2连接，下游与扩压器3连接，实验模型4置于喷管2的出口并且位于实验舱I的中心位置。 对于风洞实验舱的外形设计，一般有两种，即方形实验舱和圆形实验舱。方形实验舱和圆形实验舱各有优缺点，这两种类型的实验舱在风洞设备中均使用过，这里不再详细讨论。
为了满足实验模型及操作人员进出舱体的要求，传统的实验舱一般都在侧面上设有舱门，具体结构如图2及图3所示，包括实验舱舱体10、舱门20’、支撑件30等主要部分， 舱门20’ 一般都开在实验舱舱体10的侧面，舱门20’的尺寸依据实验模型的大小而不同。 当处理大尺寸的实验模型时，舱门20’的尺寸亦较大。实验舱的舱门20’质量都较大，从几十公斤到几百公斤，甚至数吨。
当大型的实验模型进行风洞实验时，由于实验模型的尺寸大、质量大，进出实验舱3I将非常困难，且实验模型在实验舱I内部还需要安装、调整位置，同时实验人员、仪器设备、操作工具等均需要进出实验舱1，由于舱门20’的空间有限，实验舱I将非常不方便实验和操作，且操作人员的劳动强度大，实验效率低。为此，亟需设计一种新型的舱门及用于开启该新型的舱门的高超声速风洞实验舱舱门开启装置，以满足对大型实验模型进行风洞实验的需求。
发明内容
本发明目的在于提供一种高超声速风洞实验舱舱门开启装置，在风洞实验中对风洞实验舱的舱门进行开闭操作，以解决风洞实验舱的开口空间有限、实验效率低及操作强度大的技术问题。为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下一种高超声速风洞实验舱舱门开启装置，适用于开启或者关闭风洞实验舱的舱门，舱门为风洞实验舱在闭合状态下圆弧圆心位于实验舱舱体轴向中心线上的圆弧形翻盖，高超声速风洞实验舱舱门开启装置包括弹性推拉杆，弹性推拉杆的一端与圆弧形翻盖铰链连接，弹性推拉杆另一端铰链连接有一旋转臂，旋转臂经旋臂轴连接有动力驱动机构。进一步地，弹性推拉杆包括套筒，套筒内置有一弹簧，位于套筒内腔的弹簧的一端连接有一延伸出套筒外部的活动杆，活动杆在套筒内可沿轴向移动，弹簧的另一端连接有一旋转柄，旋转柄与套筒的内壁卡合连接并延伸出套筒外部，活动杆延伸出套筒外部的一端与圆弧形翻盖铰链连接，旋转柄延伸出套筒外部的一端与旋转臂铰链连接。进一步地，活动杆在位于套筒内的一端设有第一凸部，套筒在相应的轴向端部设有第二凸部，第一凸部与第二凸部配合以阻止活动杆整体沿轴向滑出套筒外部。进一步地,旋转柄与套筒的内壁通过螺纹卡合连接。进一步地，旋转臂包括板梁，板梁的一端设有用于与旋臂轴连接的圆套，板梁的另一端连接有成对设置的侧板，成对设置的侧板之间贯穿有拉杆轴，拉杆轴与弹性推拉杆铰链连接。进一步地，圆套与板梁之间还设有用于加强二者连接强度的加强筋。进一步地，旋转臂的宽度沿与旋臂轴相连的一端至与弹性推拉杆相连的一端逐渐变窄。进一步地,动力驱动机构包括用于提供动力源的电动机，电动机的输出轴经一减速机构将动力传递给旋臂轴。进一步地，减速机构为齿轮减速器或者蜗轮蜗杆减速器。进一步地，高超声速风洞实验舱舱门开启装置还包括一承重支架，动力驱动机构固定于承重支架上。本发明具有以下有益效果本发明高超声速风洞实验舱舱门开启装置，通过一弹性推拉杆分别与圆弧形翻盖及与连接有动力驱动机构的旋转臂相连，从而为打开和关闭圆弧形翻盖提供了执行机构，且本发明中采用的圆弧形翻盖为实验舱提供开口角度广、空间度大的出入口，以方便大型实验模型进出实验舱内，从而提高了大型实验模型风洞实验的实验效率，降低了风洞实验过程中的劳动强度。
进一步，本发明高超声速风洞实验舱舱门开启装置中采用弹性推拉杆，在实验过程中，当实验舱内压力突然升高时，可以对实验舱内的高压气体进行泄压，以保证该舱门开启装置的安全。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。 下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中
图1是现有技术中风洞实验舱的剖 面结构示意图2是现有技术中风洞实验舱的主视示意图3是图2的侧面示意图4是本发明优选实施例中风洞实验舱的舱门原理示意图5是图4中舱门处于打开状态的原理示意图6是本发明优选实施例中圆弧形翻盖打开后的实验舱的状态示意图7是本发明优选实施例中高超声速风洞实验舱舱门开启装置打开圆弧形翻盖的状态示意图8是图7的侧面示意图9是本发明优选实施例中高超声速风洞实验舱舱门开启装置的立体结构示意图10是图9的侧面示意图11是本发明优选实施例中弹性推拉杆的结构示意图12是图11的剖面示意图13是本发明优选实施例中旋转臂的结构示意；
图14是图13的侧面示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖多种不同方式实施。
现有的风洞实验舱，由于舱门采用开设在风洞实验舱舱体的侧面的设计，故舱门的开启空间有限，特别是在对大型的实验模型进行风洞实验时，需要相应增大开设在风洞实验舱舱体侧面的舱门的尺寸，且由于舱门敞开的空间有限，将有碍于对实验模型的放置及进一步对实验模型的空间姿态调整，进而影响了风洞实验的实验效率，增大了操作人员的劳动强度。
本发明一方面对现有的风洞实验舱的舱门设计进行了改良，具体参照图4，实验舱舱体10沿纵向的截面为圆形，沿图4所示的圆的直径AB剖开分为两个半圆部分，分别构成本实施例中的实验舱舱体10及圆弧形翻盖20。圆弧形翻盖20即为本发明设计的新型的舱门，其与实验舱舱体10活动连接，以为实验舱舱体10提供较大的开口空间。当然，本领域技术人员可以理解，圆弧形翻盖20的圆弧角度α并非一定是180° ,较佳地，圆弧角度α的范围可以在60°至210°之间变化，只要满足圆弧形翻盖20与实验舱舱体10在闭合状态下构成一个完整的圆形，即在闭合状态下，圆弧形翻盖20的圆弧圆心位于实验舱舱体10沿轴向的中心线上。这样，只要将圆弧形翻盖20与实验舱舱体10活动连接，即可通过打开圆弧形翻盖20获得较大的出入空间(参照图5)。参照图6，作为舱门的圆弧形翻盖20通过翻盖活页21与实验舱舱体10铰链连接，圆弧形翻盖20在外力的借助下被打开后，在实验舱舱体10上形成了敞开度大、活动空间自由的开口，以方便实验模型的吊装、安装调整及其他仪器设备或者操作人员进出实验舱舱体10。本发明另一方面还提供了一种用于开启圆弧形翻盖20的高超声速风洞实验舱舱门开启装置。由于圆弧形翻盖20较传统的舱门相比，尺寸和质量都更大，大型推进风洞实验舱的圆弧形翻盖20的直径可达1-2米，长度达2-3米，重量至几吨，故需要设计一种高超声速风洞实验舱舱门开启装置以安全、可靠及稳定的开闭圆弧形翻盖20。参照图7，圆弧形翻盖20与实验舱舱体10之间经翻盖活页21活动链接，圆弧形翻盖20在高超声速风洞实验舱舱门开启装置40的作用下可打开，从而在实验舱舱体10与圆弧形翻盖20之间形成有供实验模型及操作人员进出的出入口。图8为图7的侧面示意图。高超声速风洞实验舱舱门开启装置40可保证圆弧形翻盖20可靠、稳定的开启或者关闭。参照图9和图10，高超声速风洞实验舱舱门开启装置40具体包括弹性推拉杆42，弹性推拉杆42的一端经舱体铰链41与圆弧形翻盖20铰链连接，弹性推拉杆42的另一端经拉杆轴43铰链连接有旋转臂44,旋转臂44经旋臂轴48连接有驱动旋转臂转动的动力驱动机构。在本发明实施例中,动力驱动机构具体包括提供动力源的电动机46,电动机46连接有减速机构以提供合适的驱动力，减速机构具体为齿轮减速器45或者蜗轮蜗杆减速器。其中，电动机46及齿轮减速器45均放置在承重支架47上，承重支架47与地面固定，以用来承受高超声速风洞实验舱舱门开启装置40工作过程中产生的作用力。本发明高超声速风洞实验舱舱门开启装置40的具体工作过程如下开启电动机46,通过齿轮减速器45将电动机46输出的动力转换为符合要求的动力，即通过减速达到增大输出力矩的目的，从而最终推动质量重的圆弧形翻盖20。齿轮减速器45的输出端经旋臂轴48带动旋转臂44旋转，旋转臂44通过与之相连的拉杆轴43带动弹性推拉杆42向右位移，弹性推拉杆42又经舱体铰链41带动圆弧形翻盖20绕翻盖活页21旋转，从而将圆弧形翻盖20打开。参照图11及图12，在本发明具体实施例中，弹性推拉杆42包括套筒422，套筒422内置有一弹簧423，位于套筒422内腔的弹簧423的一端连接有一延伸出套筒422外部的活动杆421，活动杆421在套筒422内可沿轴向移动，弹簧423的另一端连接有一旋转柄424，旋转柄424与套筒422的内壁卡合连接并延伸出套筒422外部，活动杆421延伸出套筒422外部的一端设有第一定位孔421a，以通过舱体铰链41的配合与圆弧形翻盖20铰链连接。旋转柄424延伸出套筒422外部的一端设有第二定位孔424a，与旋转臂44铰链连接。本发明采用上述结构的弹性推拉杆42，保证了实验舱及圆弧形翻盖20的安全。因为在风洞运行过程中，如果风洞不能启动，实验舱内气体在短时间内大量聚积，实验舱内的气压瞬时升高，若实验舱舱体10上设置的泄压阀来不及快速泄压，则圆弧形翻盖20在气体的压力作用下会自动向上打开，推动弹性推拉杆42的活动杆42在套筒422内沿轴向挤压与活动杆42相连接的弹簧423，以将实验舱内的气体快速泄掉，从而保证了舱门开启装置的安全运行。
较佳地，参照图12，活动杆421在位于套筒422内的一端设有第一凸部421b，套筒422在相应的轴向端部设有第二凸部422a，通过第一凸部421b与第二凸部422a的配合以阻止活动杆421整体沿轴向滑出套筒422外部。旋转柄424与套筒422的内壁通过螺纹 425卡合连接。
较佳地，参照图13及图14，本发明实施例中的旋转臂44包括板梁441，板梁441 的一端设有用于与旋臂轴48连接的圆套442，圆套442与旋臂轴48之间可通过花键配合锁紧连接，板梁441的另一端连接有成对设置的侧板444，成对设置的侧板444之间贯穿有拉杆轴43,拉杆轴43与弹性推拉杆42铰链连接。这样旋转臂44在旋臂轴48的带动下转动并带动与之铰链连接的弹性推拉杆42。其中，板梁441、侧板444及圆套442通过焊接组装 。
较佳地，为了加强板梁441与圆套442两者之间的连接强度，在板梁441与圆套 442之间还焊接有加强筋443。
较佳地，为了保证旋转臂44下端的承重能力，并减轻旋转臂44的总体重量，将旋转臂44设计为自下端向上端逐渐变窄的结构，即旋转臂44的宽度沿与旋臂轴48相连的一端至与弹性推拉杆42相连的一端逐渐变窄。
本发明高超声速风洞实验舱舱门开启装置40，通过一弹性推拉杆42分别与圆弧形翻盖20及与连接有动力驱动机构的旋转臂44相连，从而为打开和关闭圆弧形翻盖20提供了执行机构，且本发明中采用的圆弧形翻盖为实验舱提供开口角度广、空间度大的出入口，以方便大型实验模型进出实验舱内，从而提高了大型实验模型风洞实验的实验效率，降低了风洞实验过程中的劳动强度。
进一步，本发明高超声速风洞实验舱舱门开启装置中采用弹性推拉杆42，在实验过程中，当实验舱内压力 突然升高时，可以对实验舱内的高压气体进行泄压，以保证舱门开启装置的安全可靠。
本发明舱门开启装置既适用于高超声速超然风洞实验，又适用于超声速风洞实验及超然推进风洞实验。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种高超声速风洞实验舱舱门开启装置，适用于开启或者关闭风洞实验舱的舱门， 所述舱门为所述风洞实验舱在闭合状态下圆弧圆心位于实验舱舱体轴向中心线上的圆弧形翻盖(20)，其特征在于所述高超声速风洞实验舱舱门开启装置(40)包括弹性推拉杆(42)，所述弹性推拉杆 (42)的一端与所述圆弧形翻盖(20)铰链连接，所述弹性推拉杆(42)的另一端铰链连接有一旋转臂(44)，所述旋转臂(44)经旋臂轴(48)连接有动力驱动机构。
2.根据权利要求I所述的高超声速风洞实验舱舱门开启装置，其特征在于所述弹性推拉杆(42 )包括套筒(422 )，所述套筒(422 )内置有一弹簧(423 )，位于所述套筒(422)内腔的所述弹簧(423)的一端连接有一延伸出所述套筒(422)外部的活动杆(421)，所述活动杆(421)在所述套筒(422)内可沿轴向移动，所述弹簧(423)的另一端连接有一旋转柄(424)，所述旋转柄(424)与所述套筒(422)的内壁卡合连接并延伸出所述套筒(422)外部，所述活动杆(421)延伸出所述套筒(422)外部的一端与所述圆弧形翻盖(20)铰链连接，所述旋转柄(424)延伸出所述套筒(422)外部的一端与所述旋转臂(44)铰链连接。
3.根据权利要求2所述的高超声速风洞实验舱舱门开启装置，其特征在于所述活动杆(421)在位于所述套筒(422)内的一端设有第一凸部(421b)，所述套筒 (422)在相应的轴向端部设有第二凸部(422a)，所述第一凸部(421b)与所述第二凸部 (422a)配合以阻止所述活动杆(421)整体沿轴向滑出所述套筒(422)外部。
4.根据权利要求2所述的高超声速风洞实验舱舱门开启装置，其特征在于所述旋转柄(424)与所述套筒(422)的内壁通过螺纹(425)卡合连接。
5.根据权利要求I所述的高超声速风洞实验舱舱门开启装置，其特征在于所述旋转臂(44)包括板梁(441)，所述板梁(441)的一端设有用于与所述旋臂轴(48) 连接的圆套(442)，所述板梁(441)的另一端连接有成对设置的侧板(444)，成对设置的所述侧板(444 )之间贯穿有拉杆轴(43 )，所述拉杆轴(43 )与所述弹性推拉杆(42 )铰链连接。
6.根据权利要求5所述的高超声速风洞实验舱舱门开启装置，其特征在于所述圆套(442)与所述板梁(441)之间还设有用于加强二者连接强度的加强筋(443)。
7.根据权利要求I所述的高超声速风洞实验舱舱门开启装置，其特征在于所述旋转臂(44)的宽度沿与所述旋臂轴(48)相连的一端至与所述弹性推拉杆(42)相连的一端逐渐变窄。
8.根据权利要求I所述的高超声速风洞实验舱舱门开启装置，其特征在于所述动力驱动机构包括用于提供动力源的电动机(46)，所述电动机(46)的输出轴经一减速机构将动力传递给所述旋臂轴(48)。
9.根据权利要求8所述的高超声速风洞实验舱舱门开启装置，其特征在于所述减速机构为齿轮减速器(45)或者蜗轮蜗杆减速器。
10.根据权利要求I所述的高超声速风洞实验舱舱门开启装置，其特征在于所述高超声速风洞实验舱舱门开启装置(40)还包括一承重支架(47)，所述动力驱动机构固定于所述承重支架(47 )上。
全文摘要
本发明公开了一种高超声速风洞实验舱舱门开启装置，适用于开启或者关闭风洞实验舱的舱门，舱门为风洞实验舱在闭合状态下圆弧圆心位于实验舱舱体轴向中心线上的圆弧形翻盖，高超声速风洞实验舱舱门开启装置包括弹性推拉杆，弹性推拉杆的一端与圆弧形翻盖铰链连接，弹性推拉杆另一端铰链连接有一旋转臂，旋转臂经旋臂轴连接有动力驱动机构。本发明通过弹性推拉杆分别与圆弧形翻盖及与连接有动力驱动机构的旋转臂相连，从而为打开和关闭圆弧形翻盖提供了执行机构，且本发明中采用的圆弧形翻盖为实验舱提供开口角度广、空间度大的出入口，以方便大型实验模型进出实验舱内，提高了大型实验模型风洞实验的实验效率，降低了风洞实验过程中的劳动强度。
文档编号G01M9/04GK102980738SQ20121058386
公开日2013年3月20日 申请日期2012年12月28日 优先权日2012年12月28日
发明者周勇为, 王振国, 刘卫东, 梁剑寒 申请人:中国人民解放军国防科学技术大学