CN102095566B - 强迫俯仰-自由偏航风洞试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种强迫俯仰-自由偏航风洞试验装置，能够更方便、有效地实现飞行器模型的强迫俯仰-自由偏航风洞试验。技术方案：通过电机驱动偏心轮滑块机构带动E型架实现强迫俯仰运动，通过安装在E型架上的尾撑变腹撑支杆实现模型的腹撑支撑，且腹撑支杆由轴承支撑，能够实现自由偏航运动；该试验装置能够实现飞行器模型的强迫俯仰运动、自由偏航运动、强迫俯仰-自由偏航运动，能够进行强迫俯仰-自由偏航时间历程测量。

Description

强迫俯仰-自由偏航风洞试验装置

一、技术领域

本发明涉及一种强迫俯仰-自由偏航风洞试验装置，主要是用于风洞试验的强迫俯仰-自由偏航装置。

二、背景技术

在模拟飞行器的风洞试验中，需要对飞行器模型的强迫俯仰-自由偏航运动进行模拟测量，并进行角度时间历程测量，这就需要相应的试验装置，去满足模拟飞行器强迫俯仰-自由偏航运动的风洞试验要求。在现有技术中，缺少强迫俯仰-自由偏航风洞试验装置。

三、发明内容

本发明目的在于提供一种强迫俯仰-自由偏航风洞试验装置，能够更方便、有效地实现飞行器模型的强迫俯仰-自由偏航运动模拟，并能够进行角度时间历程测量。

本发明的技术方案：强迫俯仰-自由偏航风洞试验装置，强迫俯仰部分的结构为电机匀速驱动减速器，通过万向联轴节带动齿轮偏心机构转动，齿轮偏心机构通过T型滑架沿滑轨带动中心齿轮实现强迫俯仰的谐波振荡，E型架安装在中心齿轮上与其同步振荡，俯仰振荡的旋转轴分为下主轴和上主轴组成的轴线，自由偏航机构安装在E型架的自由偏航安装接口处，飞行器模型的中心位于风洞轴线与俯仰振荡的旋转轴轴线的交点处；自由偏航部分的结构为飞行器模型与腹撑竖轴固定连接，由轴承和支撑，腹撑竖轴通过联轴器与旋转编码器相连，通过旋转编码器记录自由偏航的角度历程，飞行器模型的腹撑部分安装在尾撑变腹撑支杆上，通过E型架接头与E型架相连接。

本发明与现有技术相比实质性特点和显著进步在于：强迫俯仰-自由偏航风洞试验装置，能够更方便、有效地实现飞行器模型的强迫俯仰-自由偏航风洞试验。通过电机驱动偏心轮滑块机构带动E型架实现强迫俯仰运动，通过安装在E型架上的尾撑变腹撑支杆实现模型的腹撑支撑，且腹撑支杆由轴承支撑，能够实现自由偏航运动。

强迫俯仰-自由偏航风洞试验装置，能够实现飞行器模型的强迫俯仰运动、自由偏航运动、强迫俯仰-自由偏航运动，能够进行强迫俯仰-自由偏航时间历程测量。

强迫俯仰-自由偏航风洞试验装置，强迫俯仰振荡 $\mathrm{\θ}={\mathrm{\θ}}_0+\frac{{\mathrm{\θ}}_m}{2}(1-\cos 2\mathrm{\πft}),$ θ₀可间隔3°在-0°～360°范围内变化，θ_m＝15°，30°，45°，60°，90°，105°，f＝0～1.8Hz。

强迫俯仰-自由偏航风洞试验装置，自由偏航角能够实现-180°～180°的变化(事实上，模型能够沿腹撑轴连续旋转多周，但偏航角的定义域为-180°～180°)。

强迫俯仰-自由偏航风洞试验装置，自由偏航腹撑支杆由轴承支撑，并同轴安装有旋转编码器，能够记录自由偏航的角度时间历程；俯仰角的时间历程由俯仰驱动电机给出；因此，可实现强迫俯仰和/或自由偏航的时间历程同步测量。

四、附图说明

图1为本本发明的强迫俯仰部分结构示意图，图2为本发明的自由偏航部分结构示意图。其中，1为电极、2为减速器、3为万向联轴节、4为齿轮偏心机构、5为T型滑架、6为滑轨、7为中心齿轮、8为下主轴、9为齿条、10为E型架、11为自由偏航安装接口、12为上主轴、13为轴线的交点、14为E型架接头、15为尾撑变腹撑支杆、16为旋转编码器、17为联轴器、18和19为轴承、20为腹撑竖轴、21为飞行器模型。

五、具体实施方式

结合附图，给出如下具体实施例，对本发明的技术方案作进一步说明。

强迫俯仰-自由偏航风洞试验装置，强迫俯仰部分的结构为电机[]匀速驱动减速器[2]，通过万向联轴节[3]带动齿轮偏心机构[4]转动，齿轮偏心机构[4]通过T型滑架[5]沿滑轨[6]带动中心齿轮[7]实现强迫俯仰的谐波振荡，E型架[10]安装在中心齿轮[7]上与其同步振荡，俯仰振荡的旋转轴分为下主轴[8]和上主轴[12]组成的轴线，自由偏航机构安装在E型架[10]的自由偏航安装接口[11]处，飞行器模型[21]的中心位于风洞轴线与俯仰振荡的旋转轴轴线的交点[13]处；自由偏航部分的结构为飞行器模型[21]与腹撑竖轴[20]固定连接，由轴承[18]和[19]支撑，腹撑竖轴[20]通过联轴器[17]与旋转编码器[16]相连，通过旋转编码器[16]记录自由偏航的角度历程，飞行器模型[21]的腹撑部分安装在尾撑变腹撑支杆[15]上，通过E型架接头[14]与E型架[11]相连接。

强迫俯仰部分的结构如图1所示，电机[1]匀速驱动减速器[2]，通过万向联轴节[3]带动齿轮偏心机构[4]转动，齿轮偏心机构[4]通过T型滑架[5]沿滑轨[6]带动中心齿轮[7]实现强迫俯仰谐波振荡，E型架[10]安装在中心齿轮[7]上与其同步振荡；俯仰振荡的旋转轴为下主轴[8]和上主轴[12]组成的轴线，在强迫俯仰-自由偏航试验时，自由偏航机构安装在E型架自由偏航安装接口[11]处，强迫俯仰-自由偏航时模型的中心位于风洞轴线与俯仰转轴轴线的交点[13]处。

自由偏航部分的结构如图2所示，飞行器模型[21]与腹撑竖轴[20]固连，由轴承[18]和[19]支撑，因此偏航自由度没有约束；腹撑竖轴[20]通过联轴器[17]与旋转编码器[16]相连，通过旋转编码器[16]记录自由偏航的角度历程；飞行器模型及腹撑部分安装在尾撑变腹撑支杆[15]上，通过E型架接头[14]与E型架[11]相连，即可在与E型架[10]一起强迫俯仰运动的同时实现自由偏航运动。

通过电机驱动偏心轮滑块机构带动E型架实现强迫俯仰运动，通过安装在E型架上的尾撑变腹撑支杆实现模型的腹撑支撑，且腹撑支杆由轴承支撑，能够实现自由偏航运动。

该试验装置能够实现飞行器模型的强迫俯仰运动、自由偏航运动、强迫俯仰-自由偏航运动，利用该装置能够进行强迫俯仰-自由偏航时间历程测量。

自由偏航腹撑支杆由轴承支撑，并同轴安装有旋转编码器，能够记录自由偏航的角度时间历程；俯仰角的时间历程由俯仰驱动电机给出；因此，可实现强迫俯仰和/或自由偏航的时间历程同步测量。

强迫俯仰振荡 $\mathrm{\θ}={\mathrm{\θ}}_0+\frac{{\mathrm{\θ}}_m}{2}(1-\cos 2\mathrm{\πft}),$ θ₀可间隔3°在-0°～360°范围内变化，θ_m＝15°，30°，45°，60°，90°，105°，f＝0～1.8Hz。

自由偏航角能够实现-180°～180°的变化(事实上，模型能够沿腹撑轴连续旋转多周，但偏航角的定义域为-180°～180°)。

Claims (1)

1.强迫俯仰-自由偏航风洞试验装置，其特征在于：强迫俯仰部分的结构为电机[1]匀速驱动减速器[2]，通过万向联轴节[3]带动齿轮偏心机构[4]转动，齿轮偏心机构[4]通过T型滑架[5]沿滑轨[6]带动中心齿轮[7]实现强迫俯仰的谐波振荡，E型架[10]安装在中心齿轮[7]上与其同步振荡，俯仰振荡的旋转轴分为下主轴[8]和上主轴[12]组成的轴线，自由偏航机构安装在E型架[10]的自由偏航安装接口[11]处，飞行器模型[21]的中心位于风洞轴线与俯仰振荡的旋转轴轴线的交点[13]处；自由偏航部分的结构为飞行器模型[21]与腹撑竖轴[20]固定连接，由轴承一[18]和轴承二[19]支撑，腹撑竖轴[20]通过联轴器[17]与旋转编码器[16]相连，通过旋转编码器[16]记录自由偏航的角度历程，飞行器模型[21]的腹撑部分安装在尾撑变腹撑支杆[15]上，通过E型架接头[14]与E型架[11]相连接。