自由投放裝置及投放方法
【專利摘要】自由投放裝置及投放方法。在航空氣動(dòng)力實(shí)驗(yàn)【技術(shù)領(lǐng)域】中，對(duì)自由物體的投放方式有很多種方法，物體在流體中自由上升和下落現(xiàn)象，在自然界中十分常見(jiàn)，例如飄落的樹(shù)葉，樹(shù)種和紙片，在水中自由下落的物體等都是引人注目的流體動(dòng)力學(xué)例子，這些物體的運(yùn)動(dòng)由于受到流體作用力的影響，往往不再是直線運(yùn)動(dòng)而是呈現(xiàn)出復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象，其中慣性力和粘性力的影響都是重要。一種自由投放裝置，其組成包括：可移動(dòng)滑塊（ 1 ），所述的可移動(dòng)滑塊與 L 支撐架（ 2 ）連接，所述的 L 支撐架的上部水平端與固定支桿（ 3 ）連接，所述的固定支桿中部裝有水平移動(dòng)支桿（ 4 ），所述的移動(dòng)支桿另一端分別與鐵芯（ 5 ）、永磁鐵（ 8 ）連接。本發(fā)明應(yīng)用于航空氣動(dòng)力領(lǐng)域。
【專利說(shuō)明】自由投放裝置及投放方法
[0001]【技術(shù)領(lǐng)域】:
本發(fā)明涉及一種自由投放裝置及投放方法，利用電磁力和機(jī)械力共同作用的新型用于自由下落物體的投放裝置，屬于航空氣動(dòng)力實(shí)驗(yàn)【技術(shù)領(lǐng)域】。
[0002]【背景技術(shù)】:
在航空氣動(dòng)力實(shí)驗(yàn)【技術(shù)領(lǐng)域】中，對(duì)自由物體的投放方式有很多種方法，物體在流體中自由上升和下落現(xiàn)象，在自然界中十分常見(jiàn)，例如飄落的樹(shù)葉，樹(shù)種和紙片，在水中自由下落的物體等都是引人注目的流體動(dòng)力學(xué)例子，這些物體的運(yùn)動(dòng)由于受到流體作用力的影響，往往不再是直線運(yùn)動(dòng)而是呈現(xiàn)出復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象，其中慣性力和粘性力的影響都是重要。在飛行器投放干擾、空投時(shí)，對(duì)投放物體軌跡和狀態(tài)進(jìn)行研究也非常有意義，初始釋放條件對(duì)于靜止下落模態(tài)的影響；低速側(cè)風(fēng)對(duì)下落運(yùn)動(dòng)的影響；風(fēng)切變環(huán)境中的自由下落行為的影響等等都是一直在研究的課題。
[0003]為體現(xiàn)氣體流動(dòng)對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響，投放裝置對(duì)物體的初始擾動(dòng)必須非常小，才能準(zhǔn)確反映被投放物體的下落行為，就需要一種新型小干擾投放方法，來(lái)滿足需要。
[0004]
【發(fā)明內(nèi)容】
:
本發(fā)明的目的是提供一種自由投放裝置及投放方法。
[0005]上述的目的通過(guò)以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
一種自由投放裝置，其組成包括:可移動(dòng)滑塊，所述的可移動(dòng)滑塊與支撐架連接，所述的支撐架與固定支桿連接，所述的固定支桿與移動(dòng)支桿連接，所述的移動(dòng)支桿分別與鐵芯、永磁鐵連接。
[0006]所述的自由投放裝置，所述的移動(dòng)支桿的端部與所述的固定支桿端部連接有彈簧，所述的永磁鐵安裝在所述的固定支桿左上部，所述的支撐架的右上端安裝有電磁鐵。
[0007]所述的自由投放裝置，所述的移動(dòng)支桿為直角型移動(dòng)支桿，所述的移動(dòng)支桿的兩端與直角部位加工有通孔，所述的固定支桿與所述的支撐架連接處均勻的加工有一組通孔，所述的鐵芯的上部為鐵餅型，下部成U型。
[0008]所述的自由投放裝置，所述的支撐架與所述的移動(dòng)支桿通過(guò)轉(zhuǎn)軸連接，可以90度旋轉(zhuǎn)，所述的固定支桿與所述的支撐架通過(guò)螺栓連接。
[0009]所述的自由投放裝置，所述的電磁鐵采用，直徑30MM，5MM內(nèi)吸力15KG的吸盤電磁鐵，所述的鐵芯選擇能快速去磁的鐵材料制成，所述的可移動(dòng)滑塊、所述的支撐梁、所述的固定支桿、所述的移動(dòng)支桿材料為不導(dǎo)磁鋁材料。
[0010]所述的自由投放裝置的投放方法，該方法包括如下步驟:自由下落物體在支持力突然消失時(shí)以初速度為零，在初始狀態(tài)下以加速度為g自由下落，夾持電磁裝置在電磁鐵磁力消失時(shí)除受重力加速度g作用外，還由機(jī)械裝置中彈簧產(chǎn)生的外加拉力產(chǎn)生的加速a作用，以初速度為0，加速度為g+a運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致夾持裝置的豎直向下加速度大于自由下落加速度，經(jīng)過(guò)固定連桿和活動(dòng)連桿裝置牽引，下方支持鐵塊以相對(duì)下落物體以更大加速度做圓弧運(yùn)動(dòng)，將垂直速度逐漸轉(zhuǎn)化為水平速度，逐步運(yùn)動(dòng)出自由下落軌跡的影響區(qū)域，完成投放。
[0011]本發(fā)明的有益效果:
1.本發(fā)明擬應(yīng)用電磁做動(dòng)裝置產(chǎn)生支持力，利用電磁鐵的快速響應(yīng)加機(jī)械裝置來(lái)移除被控制物體上的支持力并完全排除支撐對(duì)自由下落物體的影響，使物體瞬間失去所有人為附加作用力并自由運(yùn)動(dòng)。
[0012]本發(fā)明自由下落物體在支持力突然消失時(shí)以初速度為零，加速度為g自由下落，夾持電磁裝置在電磁鐵磁力消失時(shí)除受重力加速度g作用外，還由機(jī)械裝置產(chǎn)生的外加拉力產(chǎn)生的加速a作用，以初速度為0，加速度為g+a運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，夾持裝置的加速度g+a始終大于g，即大于物體的加速度，夾持裝置的鉛直速度也始終大于物體的鉛直速度，這樣就能脫離物體下落影響區(qū)，達(dá)到無(wú)干擾投放的目的。
[0013]本發(fā)明電磁鐵處于通電狀態(tài)時(shí)，電磁鐵對(duì)鐵芯產(chǎn)生引力作用(鐵芯可以更換來(lái)改變引力大小和夾持方式)，引力大小大于物體重力和彈簧產(chǎn)生的拉力，將物體以水平方式固定在支撐梁上；當(dāng)電磁鐵處于斷點(diǎn)狀態(tài)時(shí)，引力消失，物體以初速度為零自由下落，加速度為重力加速度，鐵芯由于受彈簧拉力作用，以初速度為零，加速度大于重力加速度彈開(kāi)，并隨移動(dòng)支桿旋轉(zhuǎn)90度后停止運(yùn)動(dòng)。
[0014]【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】:
附圖1是本發(fā)明的受力結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]附圖2是附圖1的裝置演示圖。
[0016]附圖3是附圖2的運(yùn)動(dòng)初始狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]附圖4是附圖2的運(yùn)動(dòng)終止?fàn)顟B(tài)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]附圖5是本發(fā)明的移動(dòng)支桿結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]附圖6是本發(fā)明的固定支桿結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]附圖7是本發(fā)明的鐵芯結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021 ] 附圖8是本發(fā)明的電磁鐵結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]【具體實(shí)施方式】:
實(shí)施例1:
一種自由投放裝置，其組成包括:可移動(dòng)滑塊1，所述的可移動(dòng)滑塊與L型支撐架2的下垂端連接，所述的L支撐架的水平端通過(guò)固定支桿3支撐，所述的固定支桿鉸接移動(dòng)支桿4，所述的移動(dòng)支桿兩端分別與鐵芯5、永磁鐵8連接。
[0023]實(shí)施例2:
根據(jù)實(shí)施例1所述的自由投放裝置，所述的移動(dòng)支桿的端部與所述的固定支桿端部之間通過(guò)彈簧7連接，所述的永磁鐵8安裝在所述的固定支桿左上部，所述的支撐架的右上端對(duì)應(yīng)鐵芯5的位置安裝有電磁鐵6。
[0024]實(shí)施例3:
根據(jù)實(shí)施例1或2所述的自由投放裝置，所述的移動(dòng)支桿為直角型移動(dòng)支桿，所述的移動(dòng)支桿的兩端與直角部位加工有通孔，所述的固定支桿與所述的支撐架連接處均勻的加工有一組通孔，所述的鐵芯的上部為鐵餅型，下部成U型。
[0025]實(shí)施例4:
根據(jù)實(shí)施例1或2或3所述的自由投放裝置，所述的支撐架與所述的移動(dòng)支桿通過(guò)轉(zhuǎn)軸連接，可以90度旋轉(zhuǎn)，所述的固定支桿與所述的支撐架通過(guò)螺栓連接。
[0026]實(shí)施例5:
根據(jù)實(shí)施例1或2或3或4所述的自由投放裝置，所述的電磁鐵采用，直徑30MM，5麗內(nèi)吸力15KG的吸盤電磁鐵，所述的鐵芯選擇能快速去磁的鐵材料制成，所述的可移動(dòng)滑塊、所述的支撐梁、所述的固定支桿、所述的移動(dòng)支桿材料為不導(dǎo)磁鋁材料。
[0027]實(shí)施例6:
一種實(shí)施例1一5所述的自由投放裝置的投放方法，該方法包括如下步驟:自由下落物體在支持力突然消失時(shí)以初速度為零，在初始狀態(tài)下以加速度為g自由下落，夾持電磁裝置在電磁鐵磁力消失時(shí)除受重力加速度g作用外，還由機(jī)械裝置中彈簧產(chǎn)生的外加拉力產(chǎn)生的加速a作用，以初速度為0，加速度為g+a運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致夾持裝置的豎直向下加速度大于自由下落加速度，經(jīng)過(guò)固定連桿和活動(dòng)連桿裝置牽引，下方支持鐵塊以相對(duì)下落物體以更大加速度做圓弧運(yùn)動(dòng)，將垂直速度逐漸轉(zhuǎn)化為水平速度，逐步運(yùn)動(dòng)出自由下落軌跡的影響區(qū)域，完成投放。
【權(quán)利要求】
1.一種自由投放裝置，其組成包括:可移動(dòng)滑塊，其特征是:所述的可移動(dòng)滑塊與支撐架連接，所述的支撐架與固定支桿連接，所述的固定支桿與移動(dòng)支桿連接，所述的移動(dòng)支桿分別與鐵芯、永磁鐵連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自由投放裝置，其特征是:所述的移動(dòng)支桿的端部與所述的固定支桿端部連接有彈簧，所述的永磁鐵安裝在所述的固定支桿左上部，所述的支撐架的右上端安裝有電磁鐵。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的自由投放裝置，其特征是:所述的移動(dòng)支桿為直角型移動(dòng)支桿，所述的移動(dòng)支桿的兩端與直角部位加工有通孔，所述的固定支桿與所述的支撐架連接處均勻的加工有一組通孔，所述的鐵芯的上部為鐵餅型，下部成U型。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的自由投放裝置，其特征是:所述的支撐架與所述的移動(dòng)支桿通過(guò)轉(zhuǎn)軸連接，能做到90度旋轉(zhuǎn)，所述的固定支桿與所述的支撐架通過(guò)螺栓連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的自由投放裝置，其特征是:所述的電磁鐵采用，直徑30MM，5MM內(nèi)吸力15KG的吸盤電磁鐵，所述的鐵芯選擇能快速去磁的鐵材料制成，所述的可移動(dòng)滑塊、所述的支撐梁、所述的固定支桿、所述的移動(dòng)支桿材料為不導(dǎo)磁材料。
6.一種權(quán)利要求1一5所述的自由投放裝置的投放方法，其特征是:該方法包括如下步驟:自由下落物體在支持力突然消失時(shí)以初速度為零，在初始狀態(tài)下以加速度為g自由下落，夾持電磁裝置在電磁鐵磁力消失時(shí)除受重力加速度g作用外，還由機(jī)械裝置中彈簧產(chǎn)生的外加拉力產(chǎn)生的加速a作用，以初速度為0，加速度為g+a運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致夾持裝置的豎直向下加速度大于自由下落加速度，經(jīng)過(guò)固定連桿和活動(dòng)連桿裝置牽引，下方支持鐵塊以相對(duì)下落物體以更大加速度做圓弧運(yùn)動(dòng)，將垂直速度逐漸轉(zhuǎn)化為水平速度，逐步運(yùn)動(dòng)出自由下落軌跡的影響區(qū)域，完成投放。
【文檔編號(hào)】B66C1/06GK104444754SQ201410722275
【公開(kāi)日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年12月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月3日
【發(fā)明者】張華明, 衷洪杰 申請(qǐng)人:中國(guó)航空工業(yè)集團(tuán)公司沈陽(yáng)空氣動(dòng)力研究所