一种薄壁复杂舵面外形变舵偏结构的制作方法

本技术涉及一种薄壁复杂舵面外形变舵偏结构，用于薄壁复杂舵面风洞试验模型的变换舵偏设计。

背景技术：

1、舵偏角是指飞行器在水平方向上绕垂直于机身轴线旋转时，所产生的偏转角度，在实际应用中，舵偏角可以被看作一种调整攻角大小和方向的手段，在不同飞行状态下，通过改变舵偏角来调节飞行器姿态和控制效果。风洞试验是评估舵偏性能、获得舵效参数的主要手段，其实现形式为舵偏结构通过螺钉与飞行器风洞模型弹身连接，通过更换不同角度的舵偏结构以获得相应舵偏角下飞行数据。舵偏结构是模型设计的一个关键部件，是一个经过精心设计的结构，其性能的优劣直接影响到舵效乃至飞行器的总体性能。由于试验模型尺寸限制，试验过程中产生的气动载荷和振动载荷，加上流场在舵偏附近的微小扰动可能带来比较明显的数据变化，这就要求舵偏结构在有限的尺寸下具有很高的强度和精度，以满足风洞试验的安全性和误差要求。

2、现有风洞试验模型设计的变舵偏结构多为更换角度销形式，该变舵偏形式结构简单，由舵面和角度销组成，每次变舵偏只需要更换对应角度销，但由于角度销是需要内置于模型壳体中并需要有一定的尺寸保证其更换的舵偏角精度，这对模型壳体厚度有一定的要求。而对于薄壁模型来说，传统的方法为更换舵偏结构，该舵偏结构的舵面和舵基为连体构型，每次更换角度需要更换对应角度下舵面和舵基连体构型的舵偏结构。

3、随着飞行器技术的发展，越来越先进的气动控制技术带来了更加复杂的舵面设计，例如折叠舵、栅格舵等，其舵面加工非常复杂，传统的每个舵偏角需要对应一套舵面舵基连体结构的变舵偏方式，需要很高的加工成本与更长的加工周期，并且由于加工精度，一致性并不完美。

技术实现思路

1、本实用新型解决的技术问题是：着眼于发展趋势，克服现有技术的不足，本实用新型提供了一种薄壁复杂舵面外形变舵偏结构，用于薄壁复杂舵面外形风洞试验模型的变舵偏设计，结构简单，装配方便，加工简单、成本低、周期短，并且不同舵偏角的变舵偏结构外形一致性较好。

2、本实用新型所采用的技术方案是：

3、一种薄壁复杂舵面外形变舵偏结构，包括：舵基和舵面；

4、舵基外壁上加工凹槽结构；舵面底部加工有与凹槽结构形状配合的底座；舵面通过底座与舵基的凹槽结构插接并固定；

5、舵基固定安装飞行器弹身上。

6、舵面适配有多个舵基，每个舵基的凹槽结构布局不同，舵面通过使用不同的舵基固定连接飞行器弹身，从而形成多个不同的舵偏角进行风洞试验。

7、优选地，凹槽结构用于约束舵面的周向转动，并用于约束舵面在垂直于通孔的截面内的平移。

8、优选地，凹槽结构与舵面底座间隙配合。

9、优选地，凹槽结构沿垂直于舵基壁厚方向的横截面为长方形、椭圆形或正多边形。

10、优选地，舵基的外壁与飞行器弹身的外壁形面配合。

11、优选地，对于凹槽结构的横截面为长方形的情况下，通过改变不同舵基上长方形的长度方向，从而调整舵面的舵偏角。

12、优选地，还包括：第一螺钉；

13、舵基通过第一螺钉固定安装飞行器弹身上。

14、优选地，还包括：第二螺钉；

15、舵基的凹槽结构底部加工有通孔，舵面底座底部加工有螺纹孔；

16、第二螺钉穿过舵基的通孔固定连接舵面的螺纹孔。

17、本实用新型与现有技术相比的优点在于：

18、1)本实用新型相对传统的每个舵偏角都需要对应一套舵面舵基连体结构的变舵偏方式，其所有舵偏角只需要加工一套舵面，避免了加工多套复杂外形舵面，使得加工成本低、加工周期短。

19、2)本实用新型相对常规薄壁飞行器用的复杂舵面变舵偏结构，将复杂的舵面与简单的舵基分开加工，使得加工程序更加简单，避免了舵面舵基倒角处的瑕疵，提高了加工精度。

20、3)本实用新型相对常规的薄壁复杂舵面变舵偏结构，每次变舵偏都使用相同舵面，避免了微小扰动带来的流场变化，进而保持了基准流场的一致性，舵效数据的可靠性。

21、4)本实用新型各部件之间均为螺纹连接，舵面与舵基仅由单个螺钉连接固定，其结构简单可靠，装配方便，装配唯一而不易出错，并且广泛适用于各种复杂舵面外形模型的变舵偏结构设计。

技术特征：

1.一种薄壁复杂舵面外形变舵偏结构，其特征在于，包括：舵基(1)和舵面(2)；

2.根据权利要求1所述的一种薄壁复杂舵面外形变舵偏结构，其特征在于，凹槽结构用于约束舵面(2)的周向转动，并用于约束舵面(2)在垂直于通孔的截面内的平移。

3.根据权利要求2所述的一种薄壁复杂舵面外形变舵偏结构，其特征在于，凹槽结构与舵面(2)底座间隙配合。

4.根据权利要求2所述的一种薄壁复杂舵面外形变舵偏结构，其特征在于，凹槽结构沿垂直于舵基(1)壁厚方向的横截面为长方形、椭圆形或正多边形。

5.根据权利要求1～4任意之一所述的一种薄壁复杂舵面外形变舵偏结构，其特征在于，舵基(1)的外壁与飞行器弹身(3)的外壁形面配合。

6.根据权利要求5所述的一种薄壁复杂舵面外形变舵偏结构，其特征在于，对于凹槽结构的横截面为长方形的情况下，通过改变不同舵基(1)上长方形的长度方向，从而调整舵面(2)的舵偏角。

7.根据权利要求6所述的一种薄壁复杂舵面外形变舵偏结构，其特征在于，还包括：第一螺钉(4)；

8.根据权利要求7所述的一种薄壁复杂舵面外形变舵偏结构，其特征在于，还包括：第二螺钉(5)；

技术总结
本技术公开了一种薄壁复杂舵面外形变舵偏结构，用于薄壁复杂舵面外形风洞试验模型的变舵偏结构设计。包括舵面、多种舵基、螺钉、弹身等。飞行器弹身开槽，作为舵偏结构在模型上的基座；舵偏结构通过螺钉与飞行器弹身固连；舵基通过螺钉与舵面固连，组成舵偏结构，通过更换不同凹槽角度的舵基实现不同的舵偏角度。本技术结构简单，装配方便，为薄壁复杂舵面试验模型更换舵偏角提供了一种新型结构思路，大大降低了薄壁复杂舵面模型的加工成本、周期，提高了风洞试验过程中模型舵面外形基准干扰流场的一致性；同时广泛适用于各种复杂舵面外形试验模型的变舵偏结构设计。

技术研发人员：汪冬冬,周健,周宇,刘子腾,李群超,张文强
受保护的技术使用者：中国航天空气动力技术研究院
技术研发日：20240329
技术公布日：2024/11/7