CN113358327A - 一种高平尾布局的高速模型平尾“回”形变角装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种高平尾布局的高速模型平尾“回”形变角装置。其包括立尾和若干变角块对。立尾形成有“回”形连接结构，“回”形连接结构具有第一连接部和第二连接部，第一连接部和第二连接部呈台阶状。变角块包括耳片和“回”形安装结构，“回”形安装结构具有第一安装部和第二安装部，第一安装部和第二安装部呈台阶状且与第一连接部和第二连接部呈嵌合对应，耳片连接于第一安装部。相同变角块对的耳片偏角相同，不同变角块对的耳片偏角不同。立尾被配置为与任一对变角块对可拆卸地配合，变角块对中的两个变角块分别呈嵌合状并可拆卸地连接于立尾的两侧，第一安装部与第一连接部可拆卸地连接，第二安装部与第二连接部可拆卸地连接。

Description

一种高平尾布局的高速模型平尾“回”形变角装置

技术领域

本申请涉及飞行器模型风洞试验技术领域，具体而言，涉及一种高平尾布局的高速模型平尾“回”形变角装置。

背景技术

高平尾是一种常见的飞机气动布局，在公务机和大型运输机上具有广泛应用。高平尾布局飞机在研发过程中会开展高速风洞试验，而且在高速风洞试验中会开展变平尾偏度的试验，以获得平尾偏度对飞机气动特性的影响量。在此过程中，平尾偏度的变化是通过变角装置实现的，即通过变角装置把平尾与立尾连接起来且实现平尾角度的变化。

基于试验成本的考虑，高速风洞的试验段尺寸不是太大，量级通常在两米甚至更小左右，高平尾布局飞机的高速试验模型尺寸由此也受到限制，模型展向尺寸一般取试验段展向的65%长度。在模型尺寸也被限制的情况下，高平尾布局飞机试验模型的平尾和立尾厚度变得较薄，在较薄厚度下要实现平尾和立尾的高质量连接就成为一件较为困难的事情，需要对试验安全和模型气动布局进行综合考虑。其一是在试验过程中，平尾会产生较大的气动载荷然后通过变角装置传递到立尾上，在连接位置高、厚度薄的立尾上，变角装置将承受较大的力和力矩，可能遭受破坏，具有安全风险；二是设计的平尾变角装置是否能够保证平尾与立尾连接的气动外形不受破坏，如果过分考虑安全，设计的平尾变角装置将会凸出于原有气动外形，影响模型的风洞试验结果准确性。

发明内容

本申请提供了一种高平尾布局的高速模型平尾“回”形变角装置，用于解决上述技术问题。

高平尾布局的高速模型平尾“回”形变角装置，包括：

立尾，所述立尾形成有“回”形连接结构，所述“回”形连接结构具有第一连接部和第二连接部，所述第一连接部和所述第二连接部呈台阶状；

若干变角块对，每对所述变角块对包含两个呈镜像对称的变角块，所述变角块包括耳片和“回”形安装结构，所述“回”形安装结构具有第一安装部和第二安装部，所述第一安装部和所述第二安装部呈台阶状且与所述第一连接部和所述第二连接部呈嵌合对应，所述耳片连接于所述第一安装部；

所述耳片与所述第一安装部之间的扭转角度定义为耳片偏角，在同一所述多对变角块中，变角块对的耳片偏角相同；不同的所述变角块中的所述耳片偏角互不相同；

所述立尾被配置为与任一对所述变角块对可拆卸地配合，所述变角块对中的两个所述变角块分别呈嵌合状并可拆卸地连接于所述立尾的两侧，所述第一安装部与所述第一连接部可拆卸地连接，所述第二安装部与所述第二连接部可拆卸地连接。

上述实现的过程中，本申请提出的变角装置包括立尾和若干变角块对，每对变角块对具有不同的耳片偏角，每对变角块中的两个变角块具有相同的耳片偏角。变角块中的耳片与平尾连接，通过安装不同的变角块对，实现平尾的变角过程，以进行变平尾偏度的试验。示例性地，以一对变角块对举例，操作人员将两个变角块分别安装于立尾，第一安装部与所述第一连接部连接，所述第二安装部与所述第二连接部连接。“回”形安装结构和回”形连接结构呈对应地台阶状，二者能够实现嵌合，保证变角块与立尾的连接关系。

在进行变平尾偏度的风洞试验中，变角块承担的主要载荷源于纵向试验中平尾产生的纵向气动力和力矩。本申请的“回”形变角装置可以实现纵向载荷的双重分担。立尾的“回”形连接结构的第一连接部分担一部分气动载荷，第二连接部分担另一部分气动载荷。如此，在较为薄弱的高平尾位置处把载荷双重分担、多面分布，有利于在大载荷工况下保护平尾和立尾不遭受破坏，保障模型在极限工况下顺利实施风洞试验。

在风洞试验中，变角块还要承担较小的横向载荷。该部分载荷源于横向试验时立尾或平尾产生的侧向力和力矩。由于该部分载荷较小，因此可以把立尾与变角块的配合设计为“回”形结构。各变角块对的两个变角块“回”形安装结构夹住立尾的“回”形连接结构并通过螺钉拉紧连接，“回”形连接结构具备了承受横向载荷的功能，可以满足高平尾布局飞机试验模型的高速风洞常规甚至极限工况下的横向试验。

可选地，在一种实施方式中，所述“回”形连接结构包括分别形成于所述立尾壁面两侧的台阶槽；所述台阶槽的中部开设中心孔，所述中心孔为所述第二连接部；所述台阶槽的槽面为第一连接部。

上述实现的过程中，需要说明的是，在立尾壁面的两侧均形成有一个台阶槽，中心孔贯穿于台阶槽，两个台阶槽对应两个变角块。

可选地，在一种实施方式中，所述“回”形安装结构包括“回”形外板以及设于所述“回”形外板表面中心的凸台；所述“回”形外板为第一安装部，所述凸台为第二安装部；所述耳片固定于所述“回”形外板背离于所述凸台的表面；

所述耳片形成有耳片螺孔，用于与平尾连接。

上述实现的过程中，凸台能够有效方便地嵌入中心孔，“回”形外板能够有效方便地嵌入台阶槽，保证变角块与立尾之间的连接关系。

可选地，在一种实施方式中，所述台阶槽的槽面形成有内板螺钉孔；所述“回”形外板形成有外板螺钉孔；所述“回”形外板与所述台阶槽之间通过所述第一螺钉，配合所述内板螺钉孔和所述外板螺钉孔实施连接。

上述实现的过程中，变角块与立尾采用螺钉连接。更换变角块时，组装和拆卸简单方便，能够有效地节约操作时间。

可选地，在一种实施方式中，所述内板螺钉孔的数量和所述外板螺钉孔的数量均为四；四个所述内板螺钉孔在所述台阶槽的槽面上呈矩形阵列分布。

上述实现的过程中，采用四个内板螺钉孔和所述外板螺钉孔能够有效地保证变角块与立尾之间的连接关系。

可选地，在一种实施方式中，所述凸台形成有凸台螺钉孔；在一对所述变角块对中，两个所述变角块的凸台通过第二螺钉，配合两个所述凸台螺钉孔实施连接。

上述实现的过程中，两个变角块之间在凸台上增加螺钉连接，实现变角块与立尾的夹紧过程，能够有效地保证立尾和两个变角块之间的连接关系，利于试验的安全性。

可选地，在一种实施方式中，所述凸台形成有四个所述凸台螺钉孔，且四个所述凸台螺钉孔在所述凸台上呈矩形阵列分布。

上述实现的过程中，所述凸台螺钉孔的螺纹方向与所述内板螺钉孔的螺纹方向相反，能够有效地保证两个变角块与立尾之间的连接不容易松动，强化了试验的安全性。

可选地，在一种实施方式中，所述耳片形成有耳片螺孔，用于与平尾连接。

可选地，在一种实施方式中，所述台阶槽与所述“回”形外板均呈矩形，且所述台阶槽与所述“回”形外板的边缘均倒圆角处理。

可选地，在一种实施方式中，所述高平尾布局的高速模型平尾“回”形变角装置还包括两个平尾；

两个平尾分别与安装于所述立尾两侧的两个变角块可拆卸地连接。

最后，需要说明的是，本申请的一种高平尾布局的高速模型平尾“回”形变角装置，“回”形安装结构和“回”形连接结构设计巧妙，通过该装置进行变角块和立尾、平尾进行连接，没有赘余的零部件，各部件安装完毕后外形完全吻合于模型的气动外形，不对气动外形产生破坏，进一步保证了模型风洞试验结果的准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实施例中高平尾布局的高速模型平尾“回”形变角装置的工作示意图；

图2为本实施例中立尾的示意图；

图3为本实施例中变角块的示意图。

图标：10-立尾；11-“回”形连接结构；12-第一连接部；13-第二连接部；14-台阶槽；15-中心孔；16-内板螺钉孔；

20-变角块对；20a-变角块；21-耳片；22-“回”形安装结构；23-第一安装部；24-第二安装部；25-“回”形外板；26-凸台；27-外板螺钉孔；28-凸台螺钉孔；29-耳片螺孔；

30-平尾。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。

下面结合附图，对本申请中的技术方案进行描述。

本实施例提供一种高平尾布局的高速模型平尾“回”形变角装置。

请参见图1-图3，图1为本实施例中高平尾布局的高速模型平尾“回”形变角装置的工作示意图，图2为本实施例中立尾10的示意图，图3为本实施例中变角块的示意图。

高平尾布局的高速模型平尾“回”形变角装置包括立尾10和若干变角块对20。在图1中仅具有一对变角块对20，即两个变角块20a。需要说明的是，图1中的变角块20a被平尾30所遮挡。

立尾10形成有“回”形连接结构11，“回”形连接结构11具有第一连接部12和第二连接部13。第一连接部12和第二连接部13呈台阶状。

每对变角块对20包含两个呈镜像对称的变角块20a。变角块20a包括耳片21和“回”形安装结构22，“回”形安装结构22具有第一安装部23和第二安装部24，第一安装部23和第二安装部24呈台阶状且与第一连接部12和第二连接部13呈嵌合对应，耳片21连接于第一安装部23。

耳片21与第一安装部23之间的扭转角度定义为耳片偏角，在多对变角块20a中，每对变角块20a中的耳片偏角互不相同。需要说明的是，在图3中示出了一个变角块20a的结构，在其他对变角块对20中时，变角块20a的构造与图3所示的一致，其不同之处仅在于耳片偏角的不同。

立尾10被配置为与任一对变角块对20可拆卸地配合。变角块对20中的两个变角块20a分别呈嵌合状并可拆卸地连接于立尾10的两侧，第一安装部23与第一连接部12可拆卸地连接，第二安装部24与第二连接部13可拆卸地连接。

上述实现的过程中，本申请提出的变角装置包括立尾10和若干变角块对20，每对变角块对20具有不同的耳片偏角，每对变角块对20中的两个变角块20a具有相同的耳片偏角。变角块20a中的耳片与平尾30连接，通过安装不同的变角块对，实现平尾30的变角过程，以进行变平尾偏度的试验。

示例性地，以一对变角块对20举例，操作人员将两个变角块20a分别安装于立尾10，第一安装部23与所述第一连接部12连接，第二安装部24与第二连接部13连接。“回”形安装结构22和回”形连接结构11呈对应地台阶状，二者能够实现嵌合，保证变角块20a与立尾10的连接关系。

在进行变平尾偏度的风洞试验中，变角块20a承担的主要载荷源于纵向试验中平尾产生的纵向气动力和力矩。本申请的“回”形变角装置可以实现纵向载荷的双重分担。立尾10的“回”形连接结构11的第一连接部12分担一部分气动载荷，第二连接部13分担另一部分气动载荷。如此，在较为薄弱的高平尾位置处把载荷双重分担、多面分布，有利于在大载荷工况下保护平尾和立尾不遭受破坏，保障模型在极限工况下顺利实施风洞试验。

在风洞试验中，变角块20a还要承担较小的横向载荷。该部分载荷源于横向试验时立尾10或平尾30产生的侧向力和力矩。由于该部分载荷较小，因此可以把立尾10与变角块20a的配合设计为“回”形结构。各变角块对20的两个变角块“回”形安装结构夹住立尾的“回”形连接结构并通过螺钉拉紧连接，“回”形连接结构具备了承受横向载荷的功能，可以满足高平尾布局飞机试验模型的高速风洞常规甚至极限工况下的横向试验。

本公开中，“回”形连接结构11包括分别形成于立尾10壁面两侧的台阶槽14；

台阶槽14的中部开设中心孔15，中心孔15为第二连接部13；台阶槽14的槽面为第一连接部12。

上述实现的过程中，需要说明的是，在立尾10壁面的两侧均形成有一个台阶槽14，中心孔15贯穿台阶槽14，两个台阶槽14对应两个变角块20a。“回”形连接结构11制造方便，仅需在立尾10的壁面进行铣孔即可实现；其中，台阶槽14的槽面与立尾10的表面具有距离。

本公开中，“回”形安装结构22包括“回”形外板25以及设于“回”形外板25表面中心的凸台26；“回”形外板25为第一安装部23，凸台26为第二安装部24；耳片21固定于“回”形外板25背离于凸台26的表面。

上述实现的过程中，凸台26能够有效方便地嵌入中心孔15中，“回”形外板25能够有效方便地嵌入台阶槽14中，保证变角块20a与立尾10之间的连接关系。

本公开中，台阶槽14的槽面形成有内板螺钉孔16；“回”形外板25形成有外板螺钉孔27；“回”形外板25与台阶槽14之间通过第一螺钉，配合内板螺钉孔和外板螺钉孔实施连接。

上述实现的过程中，变角块20a与立尾10采用螺钉连接，其组装和拆卸容易，能够有效地节约操作时间。

本公开中，内板螺钉孔16的数量和外板螺钉孔27的数量均为四；四个内板螺钉孔16在台阶槽14的槽面上呈矩形阵列分布。

上述实现的过程中，采用四个内板螺钉孔16和外板螺钉孔27能够有效地保证变角块20a与立尾10之间的连接关系。

本公开中，凸台26形成有凸台螺钉孔28；在一对变角块对20中，两个变角块20a通过第二螺钉配合两个凸台的凸台螺钉孔28连接。

上述实现的过程中，两个变角块20a之间增加连接结构，实现变角块20a与立尾10的夹紧过程，能够有效地保证立尾10和两个变角块20a之间的连接关系，利于试验的安全性。

本公开中，凸台26形成有四个凸台螺钉孔28，且四个凸台螺钉孔28呈矩形阵列分布；凸台螺钉孔28的螺纹方向与内板螺钉孔16的螺纹方向相反。

本公开中，耳片21形成有耳片螺孔29，用于与平尾30连接。

本公开中，台阶槽14与“回”形外板25均呈矩形，且台阶槽14与“回”形外板25的边缘均倒圆角处理。

本公开中，高平尾布局的高速模型平尾“回”形变角装置还包括两个平尾30；

两个平尾30分别与安装于立尾10两侧的两个变角块20a可拆卸地连接。

需要说明的是，本公开中，中心孔15的平面尺寸与变角块20a的凸台26的平面尺寸相同，中心孔15的壁厚为一个凸台26厚度的2倍。“回”形外板25的平面尺寸与台阶槽14的平面尺寸相同，“回”形外板25的边缘厚度与台阶槽14开槽边缘厚度相同。

在本申请实施例的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备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申请的限制。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种高平尾布局的高速模型平尾“回”形变角装置，其特征在于，包括：

立尾，所述立尾形成有“回”形连接结构，所述“回”形连接结构具有第一连接部和第二连接部，所述第一连接部和所述第二连接部呈台阶状；

若干变角块对，每对所述变角块对包含两个呈镜像对称的变角块，所述变角块包括耳片和“回”形安装结构，所述“回”形安装结构具有第一安装部和第二安装部，所述第一安装部和所述第二安装部呈台阶状且与所述第一连接部和所述第二连接部呈嵌合对应，所述耳片连接于所述第一安装部；

所述耳片与所述第一安装部之间的扭转角度定义为耳片偏角，在同一所述变角块对中，所述变角块对的耳片偏角相同；不同的所述变角块对的耳片偏角不同；

所述立尾被配置为与任一对所述变角块对可拆卸地配合，所述变角块对中的两个所述变角块分别呈嵌合状并可拆卸地连接于所述立尾的两侧，所述第一安装部与所述第一连接部可拆卸地连接，所述第二安装部与所述第二连接部可拆卸地连接。

2.根据权利要求1所述的高平尾布局的高速模型平尾“回”形变角装置，其特征在于，

所述“回”形连接结构包括分别形成于所述立尾壁面两侧的台阶槽；

所述台阶槽的中部开设中心孔，所述中心孔为所述第二连接部；

所述台阶槽的槽面为所述第一连接部。

3.根据权利要求2所述的高平尾布局的高速模型平尾“回”形变角装置，其特征在于，

所述“回”形安装结构包括“回”形外板以及设于所述“回”形外板表面中心的凸台；

所述“回”形外板为所述第一安装部，所述凸台为所述第二安装部；

所述耳片固定于所述“回”形外板背离于所述凸台的表面；

所述耳片形成有耳片螺孔，用于与平尾连接。

4.根据权利要求3所述的高平尾布局的高速模型平尾“回”形变角装置，其特征在于，

所述台阶槽的槽面形成有内板螺钉孔；

所述内板螺钉孔的数量为四；

所述内板螺钉孔在所述台阶槽的槽面上呈矩形阵列分布。

5.根据权利要求4所述的高平尾布局的高速模型平尾“回”形变角装置，其特征在于，

所述“回”形外板形成有外板螺钉孔；

所述外板螺钉孔的数量为四；

所述“回”形外板与所述台阶槽之间通过第一螺钉，配合所述内板螺钉孔和所述外板螺钉孔实施连接。

6.根据权利要求4所述的高平尾布局的高速模型平尾“回”形变角装置，其特征在于，

所述凸台形成有凸台螺钉孔；

所述凸台形成有四个所述凸台螺钉孔；

所述凸台螺钉孔在所述凸台上呈矩形阵列分布；

所述凸台螺钉孔的螺纹方向与所述内板螺钉孔的螺纹方向相反；

在一对所述变角块对中，两个所述变角块的凸台通过第二螺钉，配合两个所述凸台螺钉孔实施连接。

7.根据权利要求6所述的高平尾布局的高速模型平尾“回”形变角装置，其特征在于，

所述台阶槽与所述“回”形外板均呈矩形，且所述台阶槽与所述“回”形外板的边缘均倒圆角处理。

8.根据权利要求1-7任一项所述的高平尾布局的高速模型平尾“回”形变角装置，其特征在于，

所述高平尾布局的高速模型平尾“回”形变角装置还包括两个平尾；

两个平尾分别与安装于所述立尾两侧的两个变角块可拆卸地连接。

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