CN105241631A - 一种直升机尾桨涡环状态测试系统 - Google Patents

Abstract

一种直升机尾桨涡环状态测试系统，它包括安装架、风机系统、拉力-扭矩测试系统和尾桨系统；-拉力-扭矩测试系统固定在安装架的上横梁上，尾桨系统安置在-拉力-扭矩测试系统下端，风机系统固定在安装架的中部位置；本发明采用可控制风速的风机来模拟直升机侧飞或预侧向风时可能出现的尾桨涡环的危险状况，通过拉力-扭矩测试系统实时测试记录尾桨系统的拉力和扭矩变化以判断是否进入涡环状态，系统结构简单，无需直升机在实际飞行中去冒险测试尾桨涡环状态，大大减小了直升机研发的风险。

Description

一种直升机尾桨涡环状态测试系统

技术领域

本发明涉及航空技术领域，特别是涉及一种直升机尾桨涡环状态测试系统。

背景技术

常规形式直升机(单旋翼直升机)靠尾桨进行航向操纵。当直升机悬停时，风从直升机的侧面吹来并阻碍到尾桨的尾流扩散，就很容易发生尾桨进入涡环的情况。尾桨进入涡环情况时可以类比主旋翼在相同情况下的流场，当直升机机头向“前行桨叶”一边作悬停回转时，或机身向“后行桨叶”一方作侧飞时，尾桨可能陷入自己的尾流，此时飞行员蹬舵不会有反馈，直升机会开始做非受控的偏航运动，即直升机尾桨失效问题会使直升机航向操纵失控，是造成直升机严重飞行事故的原因之一。

发明内容

为了避免直升机进入尾桨涡环状态，本发明提供了一种直升机尾桨涡环状态测试系统，以真实模拟直升机尾桨不同工作状态及尾桨涡环的边界，从而为直升机尾桨的设计以及飞行操作规范的制定提供指导。

本发明所采用的技术方案是：一种直升机尾桨涡环状态测试系统，主要包括安装架、风机系统、拉力-扭矩测试系统和尾桨系统。它们之间的位置连接关系是：-拉力-扭矩测试系统固定在安装架的上横梁上，尾桨系统安置在-拉力-扭矩测试系统下端，风机系统固定在安装架的中部位置。

所述风机系统是圆筒状涵道风扇结构，它可实现不同风速的设置调整，从而模拟尾桨系统在不同侧向风速下的工作状态。

所述拉力-扭矩测试系统是圆柱状结构，上下均有螺纹孔作为被测系统安装用，它可实时测量记录尾桨系统的拉力和反扭矩。

所述尾桨系统，包括动力传动子系统、操纵子系统和尾旋翼子系统，它们之间的位置连接关系是：操纵子系统和尾旋翼子系统均安装于动力传动子系统上。该动力传动子系统为电机、齿轮及轴组合结构，其主要功能为将动力传递到尾旋翼子系统上，为尾旋翼子系统旋转提供所需动力；该操纵子系统是连杆机构，其主要功能为操纵控制尾旋翼桨叶的桨距；该尾旋翼子系统为可变距的尾旋翼桨叶结构，其主要作用为通过其桨距的改变控制尾旋翼的工作状态。该尾桨系统可设置其工作转速并实时对其桨距进行操纵，以模拟直升机尾桨的真实工作状态。

所述安装架是金属结构支架件，其底部为矩形状，侧面为三角形状，正面为矩形状，架的中部有四根型钢支撑与风机系统相连。

与现有技术相比，本发明的有益效果是实现了直升机尾桨涡环问题计算仿真困难，实际测量危险系数高等问题。

附图说明

图1直升机尾桨涡环状态测试系统示意图。

图2尾桨系统示意图。

附图标记如下：

1-安装架；2-风机系统；3-拉力-扭矩测试系统；4–尾桨系统。

5-尾桨机架子系统；6-动力传动子系统；7-操纵子系统；8-尾旋翼子系统。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步说明。

参见图1，本实施例的直升机尾桨涡环状态测试系统主要构成如下：它主要包括安装架1、风机系统2、拉力-扭矩测试系统3和尾桨系统4。它们之间的位置连接关系是：安装架1连接风机系统2和拉力-扭矩测试系统3，尾桨系统4安装于拉力-扭矩测试系统3下；风机系统2可实现不同风速的设置调整，从而模拟尾桨系统在不同侧向风速下的工作状态；拉力-扭矩测试系统3可实时测量记录尾桨系统4的拉力和反扭矩。

参见图2，与本实施例相关的尾桨系统4主要构成如下：包括动力传动子系统6、操纵子系统7、和尾旋翼子系统8，它们之间的位置连接关系是：动力传动子系统6、操纵子系统7和尾旋翼子系统8由尾桨机架子系统5连接，动力传动子系统6提供尾桨工作所需的动力，操纵子系统7模拟直升机飞行时尾桨的操纵状态，尾旋翼子系统8的旋翼尺寸以及工作转速等参数可设置，以模拟直升机尾桨的真实工作状态。

本实施例的直升机尾桨涡环状态测试系统工作时，首先根据所模拟的直升机尾桨参数，对系统初始参数(包括尾桨桨距和转速等)进行设定，然后设置风机的风速，设定好后，系统开始运行，拉力-扭矩测试系统3开始监测记录尾桨系统4拉力和反扭矩；

逐步增加风速大小，当监测到尾桨系统4拉力和反扭矩的突变(如其拉力突然减小以及反扭矩突增)时，即可判断尾桨系统4是否进入尾桨涡环状态，继续连续调整不同的风速，可得出尾桨涡环状态的边界。

本发明提供了一种直升机尾桨涡环状态测试系统，以真实模拟直升机尾桨不同工作状态及尾桨涡环的边界，从而为直升机尾桨的设计以及飞行操作规范的制定提供指导。

Claims (1)

1.一种直升机尾桨涡环状态测试系统，其特征在于：它包括安装架、风机系统、拉力-扭矩测试系统和尾桨系统；-拉力-扭矩测试系统固定在安装架的上横梁上，尾桨系统安置在-拉力-扭矩测试系统下端，风机系统固定在安装架的中部位置；

所述风机系统是圆筒状涵道风扇结构，它实现不同风速的设置调整，从而模拟尾桨系统在不同侧向风速下的工作状态；

所述拉力-扭矩测试系统是圆柱状结构，上下均有螺纹孔作为被测系统安装用，它实时测量记录尾桨系统的拉力和反扭矩；

所述尾桨系统，包括动力传动子系统、操纵子系统和尾旋翼子系统，操纵子系统和尾旋翼子系统均安装于动力传动子系统上，该动力传动子系统为电机、齿轮及轴组合结构，其主要功能为将动力传递到尾旋翼子系统上，为尾旋翼子系统旋转提供所需动力；该操纵子系统是连杆机构，其主要功能为操纵控制尾旋翼桨叶的桨距；该尾旋翼子系统为可变距的尾旋翼桨叶结构，其主要作用为通过其桨距的改变控制尾旋翼的工作状态；该尾桨系统能设置其工作转速并实时对其桨距进行操纵，以模拟直升机尾桨的真实工作状态；

所述安装架是金属结构支架件，其底部为矩形状，侧面为三角形状，正面为矩形状，架的中部有四根型钢支撑与风机系统相连。