級間分離風洞自由飛試驗裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術公開了一種級間分離風洞自由飛試驗裝置，包括：飛行器模型，其包括一級飛行器模型和二級飛行器模型，所述一級飛行器模型的頭部向前形成有抵頂部；套筒，其具有封閉端和開口端，所述套筒設置于所述二級飛行器模型的尾部；彈性元件，其容設于所述套筒內；以及分離解鎖機構；其中，所述抵頂部通過所述分離解鎖機構可分離地連接至所述套筒，所述抵頂部由所述開口端伸入至所述套筒的內部，抵頂至所述彈性元件，以使所述彈性元件產生預壓力，從而使在所述分離解鎖機構解鎖時一級飛行器模型與二級飛行器模型在該預壓力作用下彼此分離。本發明專利技術的一級飛行器模型和二級飛行器模型以一定相對速度分離，實現了對真實飛行器的級間分離過程的真實模擬。

【技術實現步驟摘要】
級間分離風洞自由飛試驗裝置
本專利技術涉及級間分離風洞自由飛試驗裝置，適用于模擬風洞中自由飛行的過程中前后兩級的分離。
技術介紹
飛行器相鄰子級之間進行的分離稱為級間分離。為提高多級運載火箭或者導彈的運載能力和飛行速度等相關指標，在飛行過程中必須及時將運載器(助推器)上無用的部分及時分離并拋掉，這個分離過程即為前后級的級間分離。多級運載體級間分離成功的標志是前后兩級的正常分離，且沒有發生碰撞，同時分離過程中的各種干擾對前一級姿態影響要比較小，以免分離過程中的干擾導致分離失敗。飛行器級間分離過程中，由于后級運載器(助推器)處于飛行器前一級的尾部流場中，飛行器飛行來流與后級運載器(助推器)之間形成復雜的非定常干擾，這對飛行器前級及后級運載器(助推器)所承受的氣動力及分離過程產生較大影響，因此開展飛行器級間分離過程中的動態分離風洞試驗，對飛行器的級間分離過程進行研究，以確定導彈前級與后級運載器(助推器)分離過程中所承受的氣動特性與運動特性，對級間相對分離速度等分離參數、分離時刻模型飛行狀態如攻角、側滑角等參數，以及飛行M數等對安全分離的影響，及分離安全邊界的確立提供試驗依據，從而為級間分離方案及火箭控制系統設計提供重要依據。
技術實現思路
針對上述技術問題，本專利技術提供了一種級間分離風洞自由飛試驗裝置，以實現飛行器模型在風洞中作自由飛行的過程中，使一級飛行器模型和二級飛行器模型按一定相對速度分離，并進而使一級飛行器模型和二級飛行器模型在風洞流場中均作不受約束自由飛行，以研究一級飛行器模型和二級飛行器模型分離過程中的動態分離氣動特性及其相互影響和干擾，以及分離后兩級飛行器模型的動態飛行運動軌跡。本專利技術的技術方案為：一種級間分離風洞自由飛試驗裝置，包括：飛行器模型，其包括一級飛行器模型和二級飛行器模型，所述一級飛行器模型的頭部向前形成有抵頂部；套筒，其具有封閉端和開口端，所述套筒設置于所述二級飛行器模型的尾部；彈性元件，其容設于所述套筒內；以及分離解鎖機構；其中，所述抵頂部通過所述分離解鎖機構可分離地連接至所述套筒，所述抵頂部由所述開口端伸入至所述套筒的內部，抵頂至所述彈性元件，以使所述彈性元件產生預壓力，從而使在所述分離解鎖機構解鎖時所述一級飛行器模型與所述二級飛行器模型在該預壓力作用下彼此分離。優選的是，所述的級間分離風洞自由飛試驗裝置中，所述一級飛行器模型的頭部為中空的；所述分離解鎖機構包括鎖緊線、第一鎖緊孔和第二鎖緊孔，所述第一鎖緊孔開設在所述套筒的側壁，所述第二鎖緊孔貫通所述一級飛行器模型的頭部的側壁，所述鎖緊線的一端穿過所述第一鎖緊孔和所述第二鎖緊孔，并在該預壓力作用下被壓緊在所述第一鎖緊孔和所述第二鎖緊孔內，所述鎖緊線的另一端延伸至所述一級飛行器模型和所述二級飛行器模型的外部；通過牽拉所述鎖緊線，該鎖緊線的一端從所述第一鎖緊孔和所述第二鎖緊孔脫離，從而使所述分離解鎖機構解鎖。優選的是，所述的級間分離風洞自由飛試驗裝置中，所述一級飛行器模型為中空的筒狀結構，所述一級飛行器模型的尾部具有開口；所述鎖緊線從所述一級飛行器模型的內部穿過，通過所述開口，從而使所述鎖緊線的另一端延伸至所述一級飛行器模型和所述二級飛行器模型的外側。優選的是，所述的級間分離風洞自由飛試驗裝置中，所述第二鎖緊孔的靠近所述抵頂部內壁的一段的孔壁的一部分具有倒圓角，且該具有倒圓角的部分位于所述第二鎖緊孔的軸線的后側。優選的是，所述的級間分離風洞自由飛試驗裝置中，所述鎖緊線的另一端連接至發射裝置的固定支撐架上。優選的是，所述的級間分離風洞自由飛試驗裝置中，所述第一鎖緊孔的個數為兩個，分布在相對于所述一級飛行器模型的軸線呈180°的位置，且分布在同一圓周上，所述第二鎖緊孔的個數為兩個，所述鎖緊線的個數為兩個。優選的是，所述的級間分離風洞自由飛試驗裝置中，兩個鎖緊線通過以下方式設置：每個鎖緊線的一部分分別穿過一個第一鎖緊孔和一個第二鎖緊孔，兩個鎖緊線的另一部分互相纏繞在一起，并從所述開口延伸至所述一級飛行器模型和所述二級飛行器模型的外側。優選的是，所述的級間分離風洞自由飛試驗裝置中，每個鎖緊線的一部分平滑過渡至該鎖緊線的另一部分。優選的是，所述的級間分離風洞自由飛試驗裝置中，所述套筒的側壁上沿所述套筒的軸向開設有一排第一鎖緊孔，和/或，所述抵頂部的側壁上沿所述一級飛行器模型的軸向開設有一排第二鎖緊孔。優選的是，所述的級間分離風洞自由飛試驗裝置中，所述彈性元件為彈簧。本專利技術的技術效果為：在二級飛行器模型的尾部設置套筒，一彈性元件容設于套筒內，利用形成在一級飛行器模型頭部的抵頂部壓縮彈性元件，當分離解鎖機構解鎖時，彈性元件的預壓力同時作用在一級飛行器模型和二級飛行器模型上，使二者彼此分離。本專利技術實現了對級間分離過程的真實模擬。附圖說明圖1為本專利技術所述的級間分離風洞自由飛試驗裝置的一個實施例的結構示意圖。具體實施方式為使本專利技術的上述目的、特征和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖對本專利技術的具體實施方式做詳細的說明。請參閱圖1，本專利技術提供了一種級間分離風洞自由飛試驗裝置，包括：飛行器模型，其包括一級飛行器模型8和二級飛行器模型14，所述一級飛行器模型8的頭部5向前形成有抵頂部13；套筒2，其具有封閉端和開口端，所述套筒2設置于所述二級飛行器模型14的尾部1；彈性元件3，其容設于所述套筒2內；以及分離解鎖機構；其中，所述抵頂部13通過所述分離解鎖機構可分離地連接至所述套筒2，所述抵頂部13由所述開口端伸入至所述套筒2的內部，抵頂至所述彈性元件3，以使所述彈性元件產生預壓力，從而使在所述分離解鎖機構解鎖時所述一級飛行器模型與所述二級飛行器模型在該預壓力作用下彼此分離。在級間分離之前，分離解鎖機構鎖緊，需要級間分離時，分離解鎖機構解鎖，一級飛行器模型和二級飛行器模型在預壓力作用下彼此分離時，二者將同時具備一定的分離速度。本專利技術是在風洞自由飛試驗的基礎上中實現級間分離，一級飛行器模型和二級飛行器模型在分離前后及分離過程中均全部處于自由飛行的狀態，能夠較為真實地模擬風洞中實際飛行狀態下的級間分離過程及真實飛行器之間的相互影響和干擾。為了更精確地模擬級間分離的過程，一級飛行器模型和二級飛行器模型均嚴格模擬真實飛行器的外型、質量特性及運動參數，包括質心、質量、慣量以及解鎖方式、分離力的大小、形式、相對分離速度等，因此試驗中一級飛行器模型和二級飛行器模型將按與真實飛行具有相似性的運動規律自由飛行，能夠充分反應級間分離過程的運動與氣動耦合規律。由于從試驗原理上滿足了氣動力與運動瞬態耦合關系，試驗過程即是飛行器分離過程瞬態特性的真實反映，因而其對級間分離過程的模擬非常接近真實飛行狀態。通過改變彈性元件的參數和壓縮長度，可實現對不同分離力及不同相對分離速度的相似模擬，進而可對級間相對分離速度等分離參數對安全分離的影響進行分析。通過調整發射裝置初狀態可改變分離時刻飛行器模型自由飛行的狀態如攻角、側滑角等參數，進而分析飛行器模型飛行狀態參數對安全分離的影響；通過改變風洞吹風M數，分析M數對級間安全分離的影響；綜合以上參數對級間安全分離的影響，可為分離安全邊界的確立提供試驗依據。所述分離解鎖機構可以采用現有技術，也可以采用本專利技術所提供的分離解鎖機構。具體地，所述一級飛行器模本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種級間分離風洞自由飛試驗裝置，其特征在于，包括：飛行器模型，其包括一級飛行器模型和二級飛行器模型，所述一級飛行器模型的頭部向前形成有抵頂部；套筒，其具有封閉端和開口端，所述套筒設置于所述二級飛行器模型的尾部；彈性元件，其容設于所述套筒內；以及分離解鎖機構；其中，所述抵頂部通過所述分離解鎖機構可分離地連接至所述套筒，所述抵頂部由所述開口端伸入至所述套筒的內部，抵頂至所述彈性元件，以使所述彈性元件產生預壓力，從而使在所述分離解鎖機構解鎖時所述一級飛行器模型與所述二級飛行器模型在該預壓力作用下彼此分離。

【技術特征摘要】
1.一種級間分離風洞自由飛試驗裝置，其特征在于，包括：飛行器模型，其包括一級飛行器模型和二級飛行器模型，所述一級飛行器模型的頭部向前形成有抵頂部；套筒，其具有封閉端和開口端，所述套筒設置于所述二級飛行器模型的尾部；彈性元件，其容設于所述套筒內；以及分離解鎖機構；其中，所述抵頂部通過所述分離解鎖機構可分離地連接至所述套筒，所述抵頂部由所述開口端伸入至所述套筒的內部，抵頂至所述彈性元件，以使所述彈性元件產生預壓力，從而使在所述分離解鎖機構解鎖時所述一級飛行器模型與所述二級飛行器模型在該預壓力作用下彼此分離。2.如權利要求1所述的級間分離風洞自由飛試驗裝置，其特征在于，所述一級飛行器模型的頭部為中空的；所述分離解鎖機構包括鎖緊線、第一鎖緊孔和第二鎖緊孔，所述第一鎖緊孔開設在所述套筒的側壁，所述第二鎖緊孔貫通所述一級飛行器模型的頭部的側壁，所述鎖緊線的一端穿過所述第一鎖緊孔和所述第二鎖緊孔，并在該預壓力作用下被壓緊在所述第一鎖緊孔和所述第二鎖緊孔內，所述鎖緊線的另一端延伸至所述一級飛行器模型和所述二級飛行器模型的外部；通過牽拉所述鎖緊線，該鎖緊線的一端從所述第一鎖緊孔和所述第二鎖緊孔脫離，從而使所述分離解鎖機構解鎖。3.如權利要求2所述的級間分離風洞自由飛試驗裝置，其特征在于，所述一級飛行器模型為中空的筒狀結構，所述一級飛行器模型的尾部具有開口；所述鎖緊線從所述一級飛行器模型的內部穿過，通過所述開口，從而...

【專利技術屬性】
技術研發人員：蔣增輝，宋威，賈區耀，
申請(專利權)人：中國航天空氣動力技術研究院，
類型：發明
國別省市：北京;11