基于形定位凸轮的多支点单驱动半柔壁喷管设计与验证

摘要

针对跨超声速风洞中柔壁喷管型面成形速度慢、控制系统复杂、造价昂贵等问题,提出了一种多支点单驱动半柔壁喷管.该半柔壁喷管采用单一驱动原件驱动,通过连杆机构与形定位凸轮传动,精确实现多种马赫数型面.依据气动型面,求解凸轮曲线关键点位置,采用三次样条曲线拟合和等距偏置完成凸轮曲线计算.针对机构传动链进行精度分析,找出了对末端精度影响较大的传动环节,提出了合理的配合公差.通过仿真和样机试验,得出结论:基于形定位凸轮的多支点单驱动半柔壁喷管可以实现6种马赫数型面的成形,支点最大偏差小于0.05mm,从Ma1.0型面变形到Ma3.0型面的最快变形时间为8s.