CN112014060A - 一种大型低速风洞颤振试验全模支撑装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种大型低速风洞颤振试验全模支撑装置，包括模型悬挂架和多条钢索，模型悬挂架上安装位置调整机构，两个垂直钢索的一端分别通过一组悬挂弹簧与位置调整机构连接，另外一端与模型机身连接；两根前方钢索的上下两端分别与风洞上洞壁、下洞壁固定连接；两根后方钢索的上端与风洞上洞壁固定连接，每根后方钢索的下端依次穿过与其对应侧的下洞壁连接滑轮、风洞下洞壁、配重连接滑轮与一组配重组连接，两根横向钢索分别与模型机身左、右两侧固定连接，每根横向钢索的两端分别与前、后方钢索连接，横向钢索结合配重将前方钢索和后方钢索向模型方向拉紧，使模型能够多个方向运动。本发明对模型的附加质量小、气动干扰小，适用于不同的模型。
Description
技术领域
本发明涉及一种大型低速风洞颤振试验全模支撑装置。
背景技术
颤振是一种由于气动弹性原因引起、飞行器部件不衰减且振幅相当大的十分危险的振动对于飞机来说，颤振往往会造成机毁人亡的灾难性后果，所以确定飞机的颤振临界速度是飞机设计中至关重要的一环。就目前技术水平来说，完全采用真实飞机进行颤振试验危险性太大，成本过高，模型颤振风洞试验在颤振分析中仍占重要地。
风洞颤振试验包括单独部件颤振试验、组合部件颤振试验及全模颤振试验。在部件之间耦合程度较大的情况下，利用部件模型进行颤振试验来效验飞行器的颤振特性是能够满足工程需求的。但是随着材料技术的发展和越来越高的结构优化要求，各个部件的刚度越来越接近，部件之间的相互影响越来越复杂，导致飞行器的颤振特性不能再利用某个或某几个部件来获得。因此全模颤振试验是发展新型飞行器不可或缺的试验项目。
模型支撑装置是颤振全机模型试验的核心部件之一。在全机颤振试验中，要求模拟真实飞行器的自由飞行状态。例如，某些颤振形式可能是由刚体运动模态和结构弹性模态耦合而引起，这类颤振形式的动力学特性会受支撑装置约束载荷影响，使得颤振试验结果产生严重偏差。然而，如果要求支撑装置容许模型任意的自由刚体运动，设计的支撑装置很难保证模型和风洞的安全。
在低速颤振全模试验中，模型在临近或发生颤振时，支撑系统在颤振模态上可能有附加质量，有些支撑装置对模型的气动干扰较大，上述颤振试验全模支撑装置均会影响试验结果的准确性。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种大型低速风洞颤振试验全模支撑装置，对模型的附加质量小、气动干扰小，适用于不同的模型。
本发明主要通过下述技术方案得以实现：一种大型低速风洞颤振试验全模支撑装置，包括模型悬挂架和多条钢索，所述的模型悬挂架安装在风洞上洞壁上，所述的模型悬挂架上安装有纵、横向位置调整机构，两个垂直钢索的一端分别通过一组悬挂弹簧与所述的纵、横向位置调整机构连接，两根垂直钢索的另外一端与模型机身连接；位于机身左右两侧的前方，两根前方钢索的上下两端分别与风洞上洞壁和风洞下洞壁固定连接；位于模型机身左右两侧的后方，风洞下洞壁的上表面分别固定有两组下洞壁连接滑轮，风洞下洞壁的下表面分别固定有两组配重连接滑轮，两根后方钢索的上端与风洞上洞壁固定连接，每根后方钢索的下端依次穿过与其对应侧的下洞壁连接滑轮、风洞下洞壁、配重连接滑轮与一组配重组连接，两根横向钢索分别与模型机身左、右两侧固定连接，每根横向钢索的前端通过钢索连接滑轮与其对应侧的前方钢索连接，每根横向钢索的后端通过钢索连接滑轮与其对应侧的后方钢索连接，两根横向钢索结合两组配重组将两根前方钢索和两根后方钢索向模型方向拉紧，使模型能够具有升沉、俯仰及偏航的多个方向运动。
本发明还具有如下技术特征：所述的悬挂弹簧位于风洞上洞壁外部。
本发明的优点及有益效果：本发明能够实现模型的升沉、俯仰及偏航等多个方向运动，能充分释放模型自由度，同时还能保证模型与风洞的安全；悬挂架设计为两段，并用螺钉联接的形式，拆装方便；悬挂弹簧位于风洞上洞壁外部，实现了模型的“软支撑”，充分将模型的结构弹性振动模态和刚体模态解耦，确保了试验数据的准确性。这种钢索张线式支撑方式，对模型的附加质量小、气动干扰小，适用于不同的模型。
附图说明：
图1为本发明主视图。
图2为本发明侧视图。
图3为模型悬挂架以下部分细节图。
图4为模型悬挂装置俯视图。
其中，1、横向位置调整机构，2、纵向位置调整机构，3、悬挂弹簧，4、模型悬挂架，5、风洞上洞壁，6、垂直钢索，7、前方钢索，8、横向钢索，9、模型，10、后方钢索，11、风洞下洞壁，12、配重组，13、钢索连接滑轮，14、下洞壁连接滑轮，15、配重连接滑轮，16、配重调整块吊装杆，17、配重调整块， 21、纵、横向位置调整机构安装版，22、模型悬挂架上半部分斜撑梁，23、护栏， 24、模型悬挂架上、下部分支撑板，25、模型悬挂架下部分支撑竖梁，26、模型悬挂架下半部分斜撑梁，27、筋板，28、悬挂架底座，29、爬梯，31、前方钢索上端位置调节板，32、前方钢索上端吊环，33、前方钢索上端拉紧器，34、后方钢索上端位置调节板，35、后方钢索上端吊环，36、后方钢索上端拉紧器，37、前方钢索下端拉紧器，38、前方钢索下端吊环，39、前方钢索下端位置调节板， 41、防护栏，42、纵向位置调整机构的直线模组，43、纵向位置调整机构的电机，44、横向位置调整机构的电机，45横向位置调整机构的直线模组。
具体实施方式：
下面结合附图举例详细说明本发明 /发明的具体实施方式：
实施例1
如图1-3所示，一种大型低速风洞颤振试验全模支撑装置，包括模型悬挂架和多条钢索，其特征在于，所述的模型悬挂架安装在风洞上洞壁上，所述的模型悬挂架上安装有纵、横向位置调整机构，两个垂直钢索的一端分别通过一组悬挂弹簧与所述的纵、横向位置调整机构连接，两根垂直钢索的另外一端与模型机身连接；位于机身左右两侧的前方，两根前方钢索的上下两端分别与风洞上洞壁和风洞下洞壁固定连接；位于模型机身左右两侧的后方，风洞下洞壁的上表面分别固定有两组下洞壁连接滑轮，风洞下洞壁的下表面分别固定有两组配重连接滑轮，两根后方钢索的上端与风洞上洞壁固定连接，每根后方钢索的下端依次穿过与其对应侧的下洞壁连接滑轮、风洞下洞壁、配重连接滑轮与一组配重组连接，两根横向钢索分别与模型机身左、右两侧固定连接，每根横向钢索的前端通过钢索连接滑轮与其对应侧的前方钢索连接，每根横向钢索的后端通过钢索连接滑轮与其对应侧的后方钢索连接，两根横向钢索结合两组配重组将两根前方钢索和两根后方钢索向模型方向拉紧，成“V”字型布置，使模型能够具有升沉、俯仰及偏航的多个方向运动。能充分释放模型自由度，同时还能保证模型与风洞的安全。
如图4所示，所述的纵、横向位置调整机构均有伺服电机及其直线线模组构成，使模型运动的更稳，位置调整的更精准，纵、横向位置调整机构在试验时将模型调整到指定位置，试验结束或更换试验状态时将模型调整到参试人员便于操作的位置，模型悬挂架上装有护栏及爬梯，保证了调试人员的安全；模型悬挂架的支撑频率高于模型第一阶弹性模态固有频率的一倍以上，完全避免了模型悬挂架影响模型结构弹性模态之间的相互作用弊端；模型悬挂架高5m，悬挂弹簧位于风洞上洞壁外部，实现了“软支撑”方式，适合不同类型的颤振全模试验。
Claims (2)
1.一种大型低速风洞颤振试验全模支撑装置，包括模型悬挂架和多条钢索，其特征在于，所述的模型悬挂架安装在风洞上洞壁上，所述的模型悬挂架上安装有纵、横向位置调整机构，两个垂直钢索的一端分别通过一组悬挂弹簧与所述的纵、横向位置调整机构连接，两根垂直钢索的另外一端与模型机身连接；位于机身左右两侧的前方，两根前方钢索的上下两端分别与风洞上洞壁和风洞下洞壁固定连接；位于模型机身左右两侧的后方，风洞下洞壁的上表面分别固定有两组下洞壁连接滑轮，风洞下洞壁的下表面分别固定有两组配重连接滑轮，两根后方钢索的上端与风洞上洞壁固定连接，每根后方钢索的下端依次穿过与其对应侧的下洞壁连接滑轮、风洞下洞壁、配重连接滑轮与一组配重组连接，两根横向钢索分别与模型机身左、右两侧固定连接，每根横向钢索的前端通过钢索连接滑轮与其对应侧的前方钢索连接，每根横向钢索的后端通过钢索连接滑轮与其对应侧的后方钢索连接，两根横向钢索结合两组配重组将两根前方钢索和两根后方钢索向模型方向拉紧，使模型能够具有升沉、俯仰及偏航的多个方向运动。
2.根据权利要求1所述的一种大型低速风洞颤振试验全模支撑装置，其特征在于：所述的悬挂弹簧位于风洞上洞壁外部。
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| CN202011090447.4A CN112014060A (zh) | 2020-10-13 | 2020-10-13 | 一种大型低速风洞颤振试验全模支撑装置 |
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| CN202011090447.4A Pending CN112014060A (zh) | 2020-10-13 | 2020-10-13 | 一种大型低速风洞颤振试验全模支撑装置 |
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| CN (1) | CN112014060A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113092053A (zh) * | 2021-04-15 | 2021-07-09 | 中国空气动力研究与发展中心高速空气动力研究所 | 一种绳索悬挂全机颤振试验支撑装置 |
| CN113267316A (zh) * | 2021-05-10 | 2021-08-17 | 中国航空工业集团公司哈尔滨空气动力研究所 | 一种基于水平开口风洞的钢棍支撑振荡试验机构 |
| CN115655635A (zh) * | 2022-12-14 | 2023-01-31 | 中国空气动力研究与发展中心高速空气动力研究所 | 用于全机体自由度颤振或阵风试验的两自由度支撑系统 |
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2020
- 2020-10-13 CN CN202011090447.4A patent/CN112014060A/zh active Pending
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| CN115655635A (zh) * | 2022-12-14 | 2023-01-31 | 中国空气动力研究与发展中心高速空气动力研究所 | 用于全机体自由度颤振或阵风试验的两自由度支撑系统 |
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