【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于飞行器结构热振测试试验，具体涉及一种攻角可调的空气舵热振试验夹具装置及其使用方法。
技术介绍
1、高超声速飞行器速度超过5马赫，具有覆盖区域广、控制范围大、飞行速度快、突防能力强等特点；高超声速飞行器在大气中以高超声速飞行时会遭受严酷的气动加热，机身表面温度急剧升高，空气舵前缘的温度可达1000℃~1250℃；在沿弹道飞行过程中，由于高超声速飞行器姿态变化，空气舵的攻角也随之变化，导致其振动特性发生变化；充分开展高超声速飞行器空气舵在不同攻角情况下的热振考核验证试验对于保障飞行安全至为关键。
2、中国专利文献库公开了一种小型翼舵结构气动热-振联合试验装置（申请号202023222318.4），该装置采用电弧加热器对空气进行加热，将高温高速和高剪切的气流喷射到试验件表面，所获得的超声速气流的最高温度可达3000℃～6000℃，试验测试对象直接采用螺钉组件固定，对于夹具装置未做专门设计。中国专利文献库公开了公布了一种高超声速飞行器翼舵结构1400℃高温模态试验测量装置（申请号201220033383.9），直接采用l型固定支架将空气舵压紧，但是这种结构形式极为简单，不具备空气舵的攻角调节功能。
3、当前，亟需发展一种攻角可调的空气舵热振试验夹具装置及其使用方法。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的一个技术问题是提供一种攻角可调的空气舵热振试验夹具装置，本专利技术所要解决的另一个技术问题是提供一种攻角可调的空气舵热振试验夹具装置的使用方法，用于飞
2、本专利技术的攻角可调的空气舵热振试验夹具装置包括支撑架、转盘座、转动盘、冷却盘、舵轴抱件、大螺母、密封垫片和隔热垫片；
3、支撑架的底面通过地脚螺栓组件固定在地面平台上；转盘座通过螺栓组件ⅰ固定在支撑架的立面上；转动盘通过柱面定位、大螺母拉紧固定在转盘座上；冷却盘通过螺栓组件ⅱ固定在转动盘上；舵轴抱件通过螺栓组件ⅲ固定在冷却盘上；空气舵的固定轴插入舵轴抱件的中心孔并通过螺栓组件ⅳ压紧固定；
4、转动盘与冷却盘的接触面上设置密封垫片，冷却盘与舵轴抱件的接触面上设置隔热垫片。
5、进一步地，所述的支撑架的底面设置与地脚螺栓组件匹配的系列地脚螺栓孔，支撑架的立面的右侧侧面设置与螺栓组件ⅰ匹配的系列螺纹孔，立面的中上部设置有一个圆柱孔。
6、进一步地，所述的转盘座的主体为平板；平板的右侧侧面设置与支撑架立面的系列螺纹孔相匹配的系列沉头通孔ⅰ，螺栓组件ⅰ从右至左穿过沉头通孔ⅰ固定在支撑架对应的螺纹孔内；平板的左侧侧面中心设置一个圆柱凸台ⅰ，圆柱凸台ⅰ的外柱面与支撑架的圆柱孔相匹配，圆柱凸台ⅰ插入圆柱孔；圆柱凸台ⅰ的中心设置通孔，通孔的内壁面为内柱面。
7、进一步地，所述的转动盘的主体为圆盘ⅰ；圆盘ⅰ的右侧侧面沿周向设置一圈与螺栓组件ⅱ对应的均布的螺纹盲孔ⅰ；圆盘ⅰ的左侧侧面中心设置一个与转盘座的内柱面匹配的圆柱凸台ⅱ，圆柱凸台ⅱ末端设置螺纹段；圆柱凸台ⅱ的圆柱面与内柱面相匹配，圆柱凸台ⅱ插入内柱面，螺纹段伸出内柱面，螺纹段上套装大螺母；沿圆盘ⅰ的周向设置对称分布设置两个长条形的手柄。
8、进一步地，所述的冷却盘的主体为圆盘ⅱ；在圆盘ⅱ的右侧侧面，沿圆盘ⅱ的周向外圈设置与螺栓组件ⅱ对应的均布的沉头通孔ⅱ，螺栓组件ⅱ从右至左穿过沉头通孔ⅱ固定在转动盘的螺纹盲孔ⅰ内；沿圆盘ⅱ的周向内圈设置与螺栓组件ⅲ对应的均布的螺纹盲孔ⅱ；在圆盘ⅱ的左侧侧面设置一组螺旋冷却槽；沿圆盘ⅱ的周向设置与螺旋冷却槽连通的对称分布的进水管和出水管。
9、进一步地，所述的舵轴抱件包括上下对称的上压板和下压板，上压板和下压板组合后，左侧为法兰盘，右侧为压板块；法兰盘上设置与冷却盘的螺纹盲孔ⅱ对应的沉头通孔ⅲ，螺栓组件ⅲ从右至左穿过沉头通孔ⅲ固定在冷却盘的螺纹盲孔ⅱ内；上压板上设置顺序排列的沉头通孔ⅳ，下压板上设置与沉头通孔ⅳ对应的螺纹盲孔ⅲ，螺栓组件ⅳ从上至下穿过沉头通孔ⅳ固定在下压板的螺纹盲孔ⅲ内，形成压板块；舵轴抱件的中心轴线上设置与空气舵的固定轴匹配的中心孔。
10、进一步地，所述的进水管和出水管采用焊接方式固定。
11、本专利技术的攻角可调的空气舵热振试验夹具装置的使用方法，包括以下步骤：
12、s10.安装支撑架；
13、使用地脚螺栓将支撑架固定在地面平台上；
14、s20.安装转盘座；
15、将转盘座的圆柱凸台ⅰ插入支撑架的圆柱孔内，并采用螺栓组件ⅰ固定转盘座；
16、s30.安装转动盘；
17、将转动盘的圆柱凸台ⅱ插入转盘座的内柱面，并将大螺母拧到转动盘的圆柱凸台ⅱ末端的螺纹段上，不拧紧；
18、s40.安装冷却盘；
19、通过螺栓组件ⅱ将冷却盘固定在转动盘上，在转动盘和冷却盘之间装配密封垫片；
20、s50.安装空气舵；
21、将热振试验测试对象空气舵的固定轴插入舵轴抱件的中心孔内，并采用螺栓组件ⅳ压紧上压板和下压板；然后，采用螺栓组件ⅲ将舵轴抱件的法兰盘固定在冷却盘上；在冷却盘和法兰盘之间装配隔热垫片
22、s60.安装进水管和出水管；
23、将进水管连接供水管，出水管连接排水管；
24、s70.调整并固定空气舵攻角；
25、推动转动盘的手柄，将空气舵攻角调整至第一个试验攻角，然后拧紧大螺母，将转动盘与转盘座压紧，由供水管向冷却盘的进水管供水，冷却水流经螺旋冷却槽、出水管后从排水管排出；
26、s80.开展空气舵热振试验；
27、采用石英灯对空气舵进行辐射加热，采用激振器对空气舵进行激振，开展空气舵热振试验；完成第一次热振试验后，松开大螺母，推动转动盘的手柄，将空气舵攻角调整至第二个试验攻角，然后拧紧大螺母，将转动盘与转盘座压紧，再次开展第二个试验攻角的热振试验，直至完成所有攻角的热振试验。
28、本专利技术的攻角可调的空气舵热振试验夹具装置及其使用方法具备空气舵攻角调节功能，在调节空气舵攻角时，不需松开舵轴抱件上的螺栓组件，仅松开一个大螺母即可操作，能够防止松开、拧紧后空气舵的夹紧力发生变化，进而影响振动特性，有效保证了热振试验的可重复性；通过将冷却水注入螺旋冷却槽的方式对结构进行热防护，能够减小热振试验中空气舵向夹具装置后端传递的热流，保障夹具装置使用安全。
29、简而言之，本专利技术的攻角可调的空气舵热振试验夹具装置及其使用方法具备夹具装置结构冷却防护等功能，能够有效实现空气舵攻角调节，结构简单可靠，方法简洁易行，具有工程实用价值。
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1.一种攻角可调的空气舵热振试验夹具装置，其特征在于，所述的夹具装置包括支撑架（1）、转盘座（2）、转动盘（3）、冷却盘（4）、舵轴抱件（5）、大螺母（6）、密封垫片（7）和隔热垫片（8）；
2.根据权利要求1所述的攻角可调的空气舵热振试验夹具装置，其特征在于，所述的支撑架（1）的底面设置与地脚螺栓组件匹配的系列地脚螺栓孔，支撑架（1）的立面的右侧侧面设置与螺栓组件Ⅰ匹配的系列螺纹孔，立面的中上部设置有一个圆柱孔（1-1）。
3.根据权利要求2所述的攻角可调的空气舵热振试验夹具装置，其特征在于，所述的转盘座（2）的主体为平板；平板的右侧侧面设置与支撑架（1）立面的系列螺纹孔相匹配的系列沉头通孔Ⅰ，螺栓组件Ⅰ从右至左穿过沉头通孔Ⅰ固定在支撑架（1）对应的螺纹孔内；平板的左侧侧面中心设置一个圆柱凸台Ⅰ，圆柱凸台Ⅰ的外柱面（2-1）与支撑架（1）的圆柱孔（1-1）相匹配，圆柱凸台Ⅰ插入圆柱孔（1-1）；圆柱凸台Ⅰ的中心设置通孔，通孔的内壁面为内柱面（2-2）。
4.根据权利要求3所述的攻角可调的空气舵热振试验夹具装置，其特征在于，所述的转动盘（3）的
5.根据权利要求4所述的攻角可调的空气舵热振试验夹具装置，其特征在于，所述的冷却盘（4）的主体为圆盘Ⅱ；在圆盘Ⅱ的右侧侧面，沿圆盘Ⅱ的周向外圈设置与螺栓组件Ⅱ对应的均布的沉头通孔Ⅱ，螺栓组件Ⅱ从右至左穿过沉头通孔Ⅱ固定在转动盘（3）的螺纹盲孔Ⅰ内；沿圆盘Ⅱ的周向内圈设置与螺栓组件Ⅲ对应的均布的螺纹盲孔Ⅱ；在圆盘Ⅱ的左侧侧面设置一组螺旋冷却槽（4-3）；沿圆盘Ⅱ的周向设置与螺旋冷却槽（4-3）连通的对称分布的进水管（4-1）和出水管（4-2）。
6.根据权利要求5所述的攻角可调的空气舵热振试验夹具装置，其特征在于，所述的舵轴抱件（5）包括上下对称的上压板（5-2）和下压板（5-3），上压板（5-2）和下压板（5-3）组合后，左侧为法兰盘（5-1），右侧为压板块；法兰盘（5-1）上设置与冷却盘（4）的螺纹盲孔Ⅱ对应的沉头通孔Ⅲ，螺栓组件Ⅲ从右至左穿过沉头通孔Ⅲ固定在冷却盘（4）的螺纹盲孔Ⅱ内；上压板（5-2）上设置顺序排列的沉头通孔Ⅳ，下压板（5-3）上设置与沉头通孔Ⅳ对应的螺纹盲孔Ⅲ，螺栓组件Ⅳ从上至下穿过沉头通孔Ⅳ固定在下压板（5-3）的螺纹盲孔Ⅲ内，形成压板块；舵轴抱件（5）的中心轴线上设置与空气舵的固定轴匹配的中心孔。
7.根据权利要求5所述的攻角可调的空气舵热振试验夹具装置，其特征在于，所述的进水管（4-1）和出水管（4-2）采用焊接方式固定。
8.一种攻角可调的空气舵热振试验夹具装置的使用方法，其用于权利要求1~权利要求4中的任意一种所述的攻角可调的空气舵热振试验夹具装置，其特征在于，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种攻角可调的空气舵热振试验夹具装置，其特征在于，所述的夹具装置包括支撑架（1）、转盘座（2）、转动盘（3）、冷却盘（4）、舵轴抱件（5）、大螺母（6）、密封垫片（7）和隔热垫片（8）；
2.根据权利要求1所述的攻角可调的空气舵热振试验夹具装置，其特征在于，所述的支撑架（1）的底面设置与地脚螺栓组件匹配的系列地脚螺栓孔，支撑架（1）的立面的右侧侧面设置与螺栓组件ⅰ匹配的系列螺纹孔，立面的中上部设置有一个圆柱孔（1-1）。
3.根据权利要求2所述的攻角可调的空气舵热振试验夹具装置，其特征在于，所述的转盘座（2）的主体为平板；平板的右侧侧面设置与支撑架（1）立面的系列螺纹孔相匹配的系列沉头通孔ⅰ，螺栓组件ⅰ从右至左穿过沉头通孔ⅰ固定在支撑架（1）对应的螺纹孔内；平板的左侧侧面中心设置一个圆柱凸台ⅰ，圆柱凸台ⅰ的外柱面（2-1）与支撑架（1）的圆柱孔（1-1）相匹配，圆柱凸台ⅰ插入圆柱孔（1-1）；圆柱凸台ⅰ的中心设置通孔，通孔的内壁面为内柱面（2-2）。
4.根据权利要求3所述的攻角可调的空气舵热振试验夹具装置，其特征在于，所述的转动盘（3）的主体为圆盘ⅰ；圆盘ⅰ的右侧侧面沿周向设置一圈与螺栓组件ⅱ对应的均布的螺纹盲孔ⅰ；圆盘ⅰ的左侧侧面中心设置一个与转盘座（2）的内柱面（2-2）匹配的圆柱凸台ⅱ，圆柱凸台ⅱ末端设置螺纹段（3-2）；圆柱凸台ⅱ的圆柱面（3-1）与内柱面（2-2）相匹配，圆柱凸台ⅱ插入内柱面（2-2），螺纹段（3-2）伸出内柱面（2-2），螺纹段（3-2）上套装大螺母（6）；沿圆盘ⅰ的周向设置对称分布设置两个长条形的手...
【专利技术属性】
技术研发人员：张龙，廖文林，范钧滔，冯松，刘博文，
申请(专利权)人：中国空气动力研究与发展中心设备设计与测试技术研究所，
类型：发明
国别省市：
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