CN106596030B - 一种全尺寸直升机旋翼试验塔 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全尺寸直升机旋翼试验塔，属于直升机旋翼测试技术领域。包括：塔体、传动装置、测力装置、防雨蓬、升降装置、操纵平台及防雷装置；塔体包括：塔体本体和塔顶平台；传动装置包括：电机、传动轴；测力装置包括：旋翼天平、旋翼轴、旋翼；防雨蓬包括：骨架、防雨篷布、转轴和卡扣；升降装置包括：导轨架、驱动电机、驱动架；传动装置与测力装置通过传动轴、旋翼天平实现连接，塔顶平台设置有防护栏，防雨蓬通过卡扣固定在防护栏上；导轨架固定在塔体本体上，驱动电机安装在驱动架上，升降装置通过驱动架与操纵平台相连。本发明缩短研制周期、减少飞行试验风险、降低试验成本，满足旋翼系统的改进、新型旋翼系统的研制需求。

Description

一种全尺寸直升机旋翼试验塔

技术领域

本发明属于直升机旋翼测试技术领域，具体涉及一种全尺寸直升机旋翼试验塔。

背景技术

随着现代战争中直升机作用的不断扩大，我国自行研制先进直升机势在必行，要实现机动性好，攻击力强，速度快，生存率高等一系列特点，最关键的技术难点之一就来自旋翼系统，旋翼系统的性能直接关系到直升机的飞行性能和飞行品质。从一般意义上说，一个国家旋翼系统的技术水平就代表了其直升机的发展水平，而要研制自己的旋翼系统，就必须拥有旋翼试验塔。

目前直升机旋翼机身组合模型试验台，这种模型试验对于旋翼应用基础的研究，以及型号早期旋翼布局，翼型选型研究有着重要价值，但是由于仅能按相似准则旋翼模型进行，与全尺寸试验有很大差别，无法替代旋翼试验塔的功能，无法满足旋翼系统的研制需要。旋翼试验塔是直升机旋翼系统研发中不可替代的关键设备，进行全尺寸旋翼系统旋翼试验塔运转试验是一个必不可少的重要环节。

发明内容

本发明的目的：为了解决上述问题，本发明提出了一种全尺寸直升机旋翼试验塔，能够进行全面的全尺寸旋翼试验研究，对真实的旋翼进行放飞前的性能、动力学、载荷特性的综合评估，降低研制的风险。

本发明的技术方案：一种全尺寸直升机旋翼试验塔，包括：塔体、驱动装置、测力装置、防雨蓬、升降装置、操纵平台及防雷装置；

所述塔体包括：塔体本体和塔顶平台，所述塔体本体与塔顶平台固定连接；

所述传动装置由电机及传动轴组成；所述测力装置包括：旋翼天平、旋翼轴、旋翼；所述旋翼天平通过旋翼轴与旋翼连接；

所述防雨蓬包括：多个骨架、防雨篷布、转轴和卡扣；所述任意两骨架之间设置有防雨篷布，所述骨架的两端分别与转轴连接且所述骨架可绕所述转轴转动；

所述传动装置安装在所述塔体本体内，所述测力装置安装在塔顶平台上，所述传动轴穿过塔顶平台与所述旋翼天平连接；所述塔顶平台上设置有防护栏，所述防雨蓬通过卡扣固定在防护栏上；

所述升降装置包括：导轨架、驱动电机、驱动架；所述升降装置通过导轨架固定在塔体本体的侧壁上，所述升降装置通过驱动架与操纵平台相连；

所述防雷装置包括防雷器和测控设备，所述防雷器安装在塔体上，所述防雷器的输入端与所述测控设备的信号输出端连接，所述防雷器的输出端与所述测控设备的终端连接，所述防雷器和所述测控设备的接地端分别连接到接地汇集排。

优选的，所述操纵平台设置有伸缩驱动装置、伸缩梁、伸缩平台、主平台，所述伸缩平台通过伸缩梁与主平台连接，所述伸缩驱动装置使所述伸缩平台沿所述伸缩梁的安装方向滑动，且所述伸缩梁设置有限位机构。

优选的，所述防雨蓬设置有支撑架，所述防雨蓬通过支撑架安装在防护栏上。

优选的，所述导轨架采用槽钢和角钢焊接，所述导轨架设置三个标准节和一节基节组成，各节之间通过定位套和定位销定位。

优选的，所述驱动架设置有驱动底板，所述驱动底板通过背轮与所述驱动架浮动连接。

优选的，所述驱动架设置有防脱落安全装置。

优选的，所述塔体本体的底圆半径为12米，所述塔顶平台直径为3.4米，能够进行8-13吨级的直升机的旋翼系统试验。

本发明的技术效果：本发明缩短旋翼的研制周期、减少飞行试验风险、降低试验成本，获得较好的设计方案。使得旋翼系统独立于型号进行各类试验成为可能，有助于对现有的旋翼系统的改进、新型旋翼系统的研制。

附图说明

图1为本发明一种全尺寸直升机旋翼试验塔的一优选实施例的结构示意图；

图2为图1所示实施例的防雨蓬结构示意图；

图3为图1所示实施例的防雷装置结构示意图；

其中，1-塔体本体，2-塔顶平台，3-电机，4-传动轴，5-旋翼天平，6-旋翼轴，7-旋翼，8-防雨蓬，9-导轨架，10-驱动电机，11-驱动架，12-防护栏，13-驱动底板，14-伸缩梁，15-伸缩平台，16-主平台，81-骨架，82-防雨篷布、83-转轴，84-卡扣；

具体实施方式

为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

一种全尺寸直升机旋翼试验塔，包括：塔体、驱动装置、测力装置、防雨蓬、升降装置、操纵平台及防雷装置；

直升机旋翼试验塔是对直升机旋翼系统进行全尺寸地面试验的专用试验设备，塔体作为整个试验塔的主体和集成平台，起着建立旋翼试验气动环境和对各系统支撑、防护的作用；

塔体包括：塔体本体1和塔顶平台2，所述塔体本体1与塔顶平台2固定连接；塔体本体1的底圆半径为12米，可容纳电机3和减速器的安装空间；塔顶平台2直径为3.4米，在满足各系统要求前提下，尽量减小对塔体本体1的下洗流的影响；塔体建在直径60米的圆形场地上，避免试验时旋翼尾流对旋翼工作产生影响；塔体能够满足进行8-13吨级的直升机的旋翼系统试验要求。

传动装置由电机3及传动轴4组成；测力装置包括：旋翼天平5、旋翼轴6、旋翼7；旋翼天平5通过旋翼轴6与旋翼7连接；测力装置能够提供旋翼各工作状态对应的各种静态及动态的力和扭矩参数，传功装置与测力装置通过传动轴4、旋翼天平5实现两者的连接。

防雨蓬8包括：多个骨架81、防雨篷布82、转轴83和卡扣84；任意两骨架81之间设置有防雨篷布82，骨架81的两端分别与转轴83连接且所述骨架81可绕所述转轴83转动；

传动装置安装在塔体本体1内，测力装置安装在塔顶平台2上，传动轴4穿过塔顶平台2与旋翼天平5连接；塔顶平台2上设置有防护栏12，防雨蓬设置有支撑架84，所述防雨蓬通过支撑架84安装在防护栏12上，并通过卡扣固定。

升降装置包括：导轨架9、驱动电机10、驱动架11；升降装置通过导轨架9固定在塔体本体1的侧壁上，升降装置通过驱动架11与操纵平台相连。

导轨架9是平台的运行轨道，根据该试验塔的具体情况，采用宽截面，大长度的特殊形式，标准节截面宽度1米，长度7.54米，每个标准节上用螺栓固定5根1508mm长的标准齿条，齿条模数8毫米，齿条之间有定位销定位，有效防止齿条对接处错位，标准节采用槽钢和角钢焊接，整个导轨架9有三个标准节和一节基节组成，各节之间有定位套和定位销定位，用螺栓连接，该标准节的大长度宽截面设计，保证了平台较小的侧摆晃动，上下运行平顺。

驱动架11承受整个平台的自重和负载，其上装有导向滚轮，使操纵平台沿导轨架9上下运行，导向滚轮采用特种轴承，耐磨性良好，寿命较长。

驱动架11设置有驱动底板，驱动底板为钢板焊接件，背面设置有两个可调偏心的背轮，驱动电机10安装在驱动底板上，驱动底板与驱动架11浮动连接，且两者之间设置有橡胶垫以减小机械震动。

驱动电机10采用SEW一体机，减速器为锥齿斜齿轮啮合传动，具有结构紧凑，承载能力高，机械效率高，使用寿命长的特点。

驱动架11设置有防脱落安全装置，防脱落装置包括安装在驱动架11上的安全勾，防止导向滚轮损坏引起倾覆；以及安装在驱动底板上的防坠落安全器。

驱动底板上安装有上下减速开关、上下限位开关及极限开关；上下减速开关确保平台运行至上下停机位之前先行减速，实现零速停机。上下限位开关确保平台运行至上下停机位准确停机。极限开关保证限位开关失灵时切断总电源。

操作平台为工作平台，平台采用钢骨架，表面铺设防滑铝板，平台通过销轴和撑杆与驱动架11连接，操纵平台设置有伸缩驱动装置、伸缩梁14、伸缩平台15、主平台16，伸缩平台15通过伸缩梁14与主平台16连接，伸缩驱动装置能够使伸缩平台15沿伸缩梁14的安装方向滑动，且伸缩梁14设置有限位机构。

防雷装置包括防雷器和测控设备，防雷器安装在塔体上，防雷器的输入端与测控设备的信号输出端连接，防雷器的输出端与测控设备的终端连接，防雷器和测控设备的接地端分别连接到接地汇集排。塔顶设置有大量测试设备和连接到远端测试设备的导线，即使在没有被雷电直击的情况下也极易因感应雷脉冲损坏，防雷器能够瞬间将其两端的电位保持一致或限制在一个范围内，转移有源导体上多余能量。

本发明一种全尺寸直升机旋翼试验塔，可以进行大包线范围的试验，能完全真实地反映旋翼的工作状态，它可以进行全面的全尺寸旋翼试验研究，包括无地效状态下进行垂直飞行和周期变距操纵状态的各种旋翼试验，同时还可以解决那些只有理论结果，而没有得到实验证明的如旋翼运动轨迹测量，下洗流场测量，桨叶挥舞角和摆振角，桨叶压力分布以及旋翼动载荷和运动桨叶的固有特性测量等等一系列旋翼空气动力和动力特性的问题，短旋翼的研制周期、减少飞行试验风险、降低试验成本，获得较好的设计方案。使得旋翼系统独立于型号进行各类试验成为可能，有助于对现有的旋翼系统的改进、新型旋翼系统的研制。

最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种全尺寸直升机旋翼试验塔，其特征在于；包括：塔体、传动装置、测力装置、防雨蓬、升降装置、操纵平台及防雷装置；

所述塔体包括：塔体本体(1)和塔顶平台(2)，所述塔体本体(1)与塔顶平台(2)固定连接；

所述传动装置由电机(3)及传动轴(4)组成；所述测力装置包括：旋翼天平(5)、旋翼轴(6)、旋翼(7)；所述旋翼天平(5)通过旋翼轴(6)与旋翼(7)连接；

所述防雨蓬(8)包括：多个骨架(81)、防雨篷布(82)、转轴(83)和卡扣(84)；任意两个所述骨架(81)之间设置有防雨篷布(82)，所述骨架(81)的两端分别与转轴(83)连接且所述骨架(81)可绕所述转轴(83)转动；

所述传动装置安装在所述塔体本体(1)内，所述测力装置安装在塔顶平台(2)上，所述传动轴(4)穿过塔顶平台(2)与所述旋翼天平(5)连接；所述塔顶平台(2)上设置有防护栏(12)，所述防雨蓬通过卡扣(84)固定在防护栏(12)上；

所述升降装置包括：导轨架(9)、驱动电机(10)、驱动架(11)；所述升降装置通过导轨架(9)固定在塔体本体(1)的侧壁上，所述升降装置通过驱动架(11)与操纵平台相连；

所述防雷装置包括防雷器和测控设备，所述防雷器安装在塔体上，所述防雷器的输入端与所述测控设备的信号输出端连接，所述防雷器的输出端与所述测控设备的终端连接，所述防雷器和所述测控设备的接地端分别连接到接地汇集排。

2.根据权利要求1所述的全尺寸直升机旋翼试验塔，其特征在于：所述操纵平台设置有伸缩驱动装置、伸缩梁(14)、伸缩平台(15)、主平台(16)，所述伸缩平台(15)通过伸缩梁(14)与主平台(16)连接，所述伸缩驱动装置(16)使所述伸缩平台(15)沿所述伸缩梁(14)的安装方向滑动，且所述伸缩梁(14)设置有限位机构。

3.根据权利要求1所述的全尺寸直升机旋翼试验塔，其特征在于：所述防雨蓬设置有支撑架，所述防雨蓬通过支撑架安装在防护栏(12)上。

4.根据权利要求1所述的全尺寸直升机旋翼试验塔，其特征在于：所述导轨架(9)采用槽钢和角钢焊接，所述导轨架(9)设置三个标准节和一节基节组成，各节之间通过定位套和定位销定位。

5.根据权利要求1所述的全尺寸直升机旋翼试验塔，其特征在于：所述驱动架(11)设置有驱动底板，所述驱动底板通过背轮与所述驱动架(11)浮动连接。

6.根据权利要求1所述的全尺寸直升机旋翼试验塔，其特征在于：所述驱动架(11)设置有防脱落安全装置。

7.根据权利要求1所述的全尺寸直升机旋翼试验塔，其特征在于：所述塔体本体(1)的底圆半径为12米，所述塔顶平台(2)直径为3.4米，能够进行8-13吨级的直升机的旋翼系统试验。