CN108613792B - 用于模拟发动机转子陀螺效应的缩比模型装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于模拟发动机转子陀螺效应的缩比模型装置。该用于模拟发动机转子陀螺效应的缩比模型装置包括发动机短舱比例模型、伺服电机、电机支架、转盘和控制系统；其中，所述发动机短舱比例模型具有发动机短舱比例模型骨架，所述电机支架连接至所述发动机短舱比例模型骨架，所述伺服电机连接至所述电机支架，且所述伺服电机连接至所述转盘以用于驱动所述转盘转动，所述控制系统连接至所述伺服电机以用于控制所述伺服电机的正反转和转速。本发明的用于模拟发动机转子陀螺效应的缩比模型装置能起到以下有益技术效果：利用发动机短舱比例模型的有限空间，实现发动机转子陀螺效应的有效模拟和精确控制。
Description
技术领域
本发明涉及用于模拟发动机转子陀螺效应的缩比模型装置。
背景技术
现代大型运输类飞机大多采用大涵道比涡轮风扇发动机，该类发动机通常采用大直径的风扇和高速旋转的核心机，其运转时产生的转子陀螺效应将对飞机的结构动力学产生影响，进而对飞机的气动弹性特性产生影响。上述影响已成为大型运输类飞机设计中必须要考虑的因素，并采用比例模型风洞试验的方法验证其影响。在比例模型风洞试验中有效的模拟真实发动机转子旋转产生的陀螺效应是该类试验验证的技术难点。
目前国内还没有开展过模拟发动机转子陀螺效应的缩比模型装置的设计。
发明内容
本发明的一个目的在于，克服现有用于模拟发动机转子陀螺效应的缩比模型装置的缺陷，提供一种新的用于模拟发动机转子陀螺效应的缩比模型装置，其能利用发动机短舱比例模型的有限空间，实现发动机转子陀螺效应的有效模拟和精确控制。
本发明的以上目的通过一种用于模拟发动机转子陀螺效应的缩比模型装置来实现，该用于模拟发动机转子陀螺效应的缩比模型装置包括发动机短舱比例模型、伺服电机、电机支架、转盘和控制系统；
其中，所述发动机短舱比例模型具有发动机短舱比例模型骨架，所述电机支架连接至所述发动机短舱比例模型骨架，所述伺服电机连接至所述电机支架，且所述伺服电机连接至所述转盘以用于驱动所述转盘转动，所述控制系统连接至所述伺服电机以用于控制所述伺服电机的正反转和转速。
根据上述技术方案，本发明的用于模拟发动机转子陀螺效应的缩比模型装置能起到以下有益技术效果：利用发动机短舱比例模型的有限空间，实现发动机转子陀螺效应的有效模拟和精确控制。
具体地说，根据发动机转子陀螺效应对飞机结构动力学和气动弹性特性的影响因素的试验验证需要，本发明设计了一套可有效模拟发动机转子陀螺效应的缩比模型装置，实现转子转动惯量可设计、转子转速可精确控制。而且，本发明易于实施，对风洞流场影响小。
较佳的是，所述用于模拟发动机转子陀螺效应的缩比模型装置还包括吊挂弹簧片，所述吊挂弹簧片连接至机翼比例模型。
根据上述技术方案，本发明的用于模拟发动机转子陀螺效应的缩比模型装置能起到以下有益技术效果：能有效地模拟发动机吊挂刚度。
较佳的是，所述转盘的数量是一个，所述伺服电机的数量是一个，所述电机支架的数量是一个。
根据上述技术方案，本发明的用于模拟发动机转子陀螺效应的缩比模型装置能起到以下有益技术效果：能有效地模拟发动机单盘转子系统。
较佳的是，所述转盘的数量是两个，所述伺服电机的数量是两个，所述电机支架的数量是两个，每个伺服电机分别驱动一个相应的转盘，且每个伺服电机分别连接至一个相应的电机支架。
根据上述技术方案，本发明的用于模拟发动机转子陀螺效应的缩比模型装置能起到以下有益技术效果：能有效地模拟发动机双盘转子系统。
较佳的是，所述电机支架借助卡爪连接至所述发动机短舱比例模型骨架。
根据上述技术方案，本发明的用于模拟发动机转子陀螺效应的缩比模型装置能起到以下有益技术效果：能提供电机支架与发动机短舱比例模型骨架之间的合适连接方式。
较佳的是，所述卡爪的数量是三个或三个以上。
根据上述技术方案，本发明的用于模拟发动机转子陀螺效应的缩比模型装置能起到以下有益技术效果：通过合适的卡爪数量，能稳固、均匀地连接电机支架与发动机短舱比例模型骨架。
较佳的是，所述电机支架呈筒形支架形式，所述伺服电机连接至所述筒形支架的底面。
根据上述技术方案，本发明的用于模拟发动机转子陀螺效应的缩比模型装置能起到以下有益技术效果：能提供伺服电机与电机支架之间的合适连接位置。
较佳的是，所述控制系统包括上位机和伺服PLC，所述上位机连接至所述伺服PLC，所述伺服PLC连接至所述伺服电机。
根据上述技术方案，本发明的用于模拟发动机转子陀螺效应的缩比模型装置能起到以下有益技术效果：能对伺服电机的正反转和转速提供精确的控制。
较佳的是，所述控制系统中设置有能让所述伺服电机缓速上升或下降的转速上升或下降曲线。
根据上述技术方案，本发明的用于模拟发动机转子陀螺效应的缩比模型装置能起到以下有益技术效果：能减轻转速变动对模型的闯动。
较佳的是，所述转盘呈扁平圆盘形式。
根据上述技术方案，本发明的用于模拟发动机转子陀螺效应的缩比模型装置能起到以下有益技术效果：能以相对简单的形式，实现发动机转子陀螺效应的有效模拟。
附图说明
图1是本发明一实施例的用于模拟发动机转子陀螺效应的缩比模型装置的示意图，其为单盘转子构型。
图2是本发明另一实施例的用于模拟发动机转子陀螺效应的缩比模型装置的示意图，其为双盘转子构型。
附图标记列表
1、发动机短舱比例模型骨架
2、伺服电机
3、电机支架
4、转盘
5、吊挂弹簧片
具体实施方式
以下将描述本发明的具体实施方式，需要指出的是，在这些实施方式的具体描述过程中，为了进行简明扼要的描述，本说明书不可能对实际的实施方式的所有特征均作详尽的描述。应当可以理解的是，在任意一种实施方式的实际实施过程中，正如在任意一个工程项目或者设计项目的过程中，为了实现开发者的具体目标，为了满足系统相关的或者商业相关的限制，常常会做出各种各样的具体决策，而这也会从一种实施方式到另一种实施方式之间发生改变。此外，还可以理解的是，虽然这种开发过程中所作出的努力可能是复杂并且冗长的，然而对于与本发明公开的内容相关的本领域的普通技术人员而言，在本公开揭露的技术内容的基础上进行的一些设计、制造或者生产等变更只是常规的技术手段，不应当理解为本公开的内容不充分。
除非另作定义，权利要求书和说明书中使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“一个”或者“一”等类似词语并不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同元件，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，也不限于是直接的还是间接的连接。
图1是本发明一实施例的用于模拟发动机转子陀螺效应的缩比模型装置的示意图，其为单盘转子构型。图2是本发明另一实施例的用于模拟发动机转子陀螺效应的缩比模型装置的示意图，其为双盘转子构型。
如图1-2所示，本发明的用于模拟发动机转子陀螺效应的缩比模型装置包括发动机短舱比例模型、伺服电机2、电机支架3、转盘4和控制系统；
其中，发动机短舱比例模型具有发动机短舱比例模型骨架1，电机支架3连接至发动机短舱比例模型骨架1，伺服电机2连接至电机支架3，且伺服电机2连接至转盘4以用于驱动转盘4转动，控制系统连接至伺服电机2以用于控制伺服电机2的正反转和转速。
这样，本发明的用于模拟发动机转子陀螺效应的缩比模型装置能利用发动机短舱比例模型的有限空间，实现发动机转子陀螺效应的有效模拟和精确控制。
具体地说，根据发动机转子陀螺效应对飞机结构动力学和气动弹性特性的影响因素的试验验证需要，本发明设计了一套可有效模拟发动机转子陀螺效应的缩比模型装置，实现转子转动惯量可设计、转子转速可精确控制。而且，本发明易于实施，对风洞流场影响小。
较佳的是，如图1-2所示，用于模拟发动机转子陀螺效应的缩比模型装置还包括吊挂弹簧片5，吊挂弹簧片5连接至机翼比例模型(图中为示出)。
根据上述技术方案，本发明的用于模拟发动机转子陀螺效应的缩比模型装置能起到以下有益技术效果：能有效地模拟发动机吊挂刚度。
较佳的是，如图1-2所示，吊挂弹簧片5一端连接至发动机短舱比例模型骨架1，另一端连接至机翼比例模型。
较佳的是，如图1所示，转盘4的数量是一个，伺服电机2的数量是一个，电机支架3的数量是一个。
根据上述技术方案，本发明的用于模拟发动机转子陀螺效应的缩比模型装置能起到以下有益技术效果：能有效地模拟发动机单盘转子系统。
较佳的是，如图2所示，转盘4的数量是两个，伺服电机2的数量是两个，电机支架3的数量是两个，每个伺服电机2分别驱动一个相应的转盘4，且每个伺服电机2分别连接至一个相应的电机支架3。
根据上述技术方案，本发明的用于模拟发动机转子陀螺效应的缩比模型装置能起到以下有益技术效果：能有效地模拟发动机双盘转子系统。
也就是说，根据不同的模拟需要，可设计两种转子构型：单盘转子构型和双盘转子构型。单盘转子构型可实现单转子(转盘)旋转速度的调节和旋转方向(正反向)的控制；双盘转子构型可实现两转子(转盘)旋转速度的独立调节和旋转方向(正反向)的独立控制。双盘转子构型可实现两个转子同向正转和反转，也可实现两个转子相向正转和反转。
较佳的是，如图2所示，双盘转子构型中的两个转盘是同轴的。
较佳的是，如图1-2所示，电机支架3借助卡爪连接至发动机短舱比例模型骨架1。
根据上述技术方案，本发明的用于模拟发动机转子陀螺效应的缩比模型装置能起到以下有益技术效果：能提供电机支架与发动机短舱比例模型骨架之间的合适连接方式。
较佳的是，如图1-2所示，卡爪的数量是三个。
根据上述技术方案，本发明的用于模拟发动机转子陀螺效应的缩比模型装置能起到以下有益技术效果：通过合适的卡爪数量，能稳固、均匀地连接电机支架与发动机短舱比例模型骨架。
当然，上述卡爪数量仅仅是本申请用于模拟发动机转子陀螺效应的缩比模型装置的一种较佳形式，本领域技术人员在本申请公开内容的基础上可以理解，也可采用其他合适数量的卡爪(例如，四个、五个等)，而不脱离本申请权利要求的保护范围。
较佳的是，如图1-2所示，电机支架3呈圆筒形支架形式，伺服电机2连接至圆筒形支架的底面。
根据上述技术方案，本发明的用于模拟发动机转子陀螺效应的缩比模型装置能起到以下有益技术效果：能提供伺服电机与电机支架之间的合适连接位置。
当然，上述电机支架形式仅仅是本申请用于模拟发动机转子陀螺效应的缩比模型装置的一种较佳形式，本领域技术人员在本申请公开内容的基础上可以理解，也可采用其他合适形式的电机支架(例如，方筒形、六角筒形等)，而不脱离本申请权利要求的保护范围。
较佳的是，控制系统包括上位机和伺服PLC，上位机连接至伺服PLC，伺服PLC连接至伺服电机2。
根据上述技术方案，本发明的用于模拟发动机转子陀螺效应的缩比模型装置能起到以下有益技术效果：能对伺服电机的正反转和转速提供精确的控制。
也就是说，可以在上位机中编写软件程序以将指令发送给伺服PLC，伺服PLC则根据相应的指令控制伺服电机的正反转和转速。
较佳的是，控制系统中设置有能让伺服电机2缓速上升或下降的转速上升或下降曲线。
根据上述技术方案，本发明的用于模拟发动机转子陀螺效应的缩比模型装置能起到以下有益技术效果：能减轻转速变动对模型的闯动。
较佳的是，如图1-2所示，转盘4呈扁平圆盘形式。
根据上述技术方案，本发明的用于模拟发动机转子陀螺效应的缩比模型装置能起到以下有益技术效果：能以相对简单的形式，实现发动机转子陀螺效应的有效模拟。
较佳的是，选择合适的伺服电机，使电机本身转子和静子转动惯量低，给转盘带来可行的可配重余量，优质伺服电机使用的高精度轴承直接连接转盘，避免了转盘近动对试验结果的影响。
较佳的是，控制系统不仅监测伺服电机的转速，而且监测伺服电机的工作环境温度。
上面已经描述了一些示例性实施例。然而，应该理解的是，可以做出各种修改。例如，如果所描述的技术以不同的顺序执行和/或如果所描述的系统、架构、设备或电路中的组件以不同方式被组合和/或被另外的组件或其等同物替代或补充，则可以实现合适的结果。相应地，其他实施方式也落入权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种用于模拟发动机转子陀螺效应的缩比模型装置，其特征在于，所述用于模拟发动机转子陀螺效应的缩比模型装置包括发动机短舱比例模型、伺服电机、电机支架、转盘和控制系统；
其中，所述发动机短舱比例模型具有发动机短舱比例模型骨架，所述电机支架连接至所述发动机短舱比例模型骨架，所述伺服电机连接至所述电机支架，且所述伺服电机连接至所述转盘以用于驱动所述转盘转动，所述控制系统连接至所述伺服电机以用于控制所述伺服电机的正反转和转速。
2.如权利要求1所述的用于模拟发动机转子陀螺效应的缩比模型装置，其特征在于，所述用于模拟发动机转子陀螺效应的缩比模型装置还包括吊挂弹簧片，所述吊挂弹簧片连接至机翼比例模型。
3.如权利要求1所述的用于模拟发动机转子陀螺效应的缩比模型装置，其特征在于，所述转盘的数量是一个，所述伺服电机的数量是一个，所述电机支架的数量是一个。
4.如权利要求1所述的用于模拟发动机转子陀螺效应的缩比模型装置，其特征在于，所述转盘的数量是两个，所述伺服电机的数量是两个，所述电机支架的数量是两个，每个伺服电机分别驱动一个相应的转盘，且每个伺服电机分别连接至一个相应的电机支架。
5.如权利要求1所述的用于模拟发动机转子陀螺效应的缩比模型装置，其特征在于，所述电机支架借助卡爪连接至所述发动机短舱比例模型骨架。
6.如权利要求5所述的用于模拟发动机转子陀螺效应的缩比模型装置，其特征在于，所述卡爪的数量是三个或三个以上。
7.如权利要求1所述的用于模拟发动机转子陀螺效应的缩比模型装置，其特征在于，所述电机支架呈筒形支架形式，所述伺服电机连接至所述筒形支架的底面。
8.如权利要求1所述的用于模拟发动机转子陀螺效应的缩比模型装置，其特征在于，所述控制系统包括上位机和伺服PLC，所述上位机连接至所述伺服PLC，所述伺服PLC连接至所述伺服电机。
9.如权利要求1所述的用于模拟发动机转子陀螺效应的缩比模型装置，其特征在于，所述控制系统中设置有能让所述伺服电机缓速上升或下降的转速上升或下降曲线。
10.如权利要求1所述的用于模拟发动机转子陀螺效应的缩比模型装置，其特征在于，所述转盘呈扁平圆盘形式。
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