CN115196042A - 一种科研教学用环量尾梁实验测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及尾翼动平衡测试装置相关领域，具体是涉及一种科研教学用环量尾梁实验测试装置，包括成型有竖轴的旋翼、扭矩传感器、涵道风扇和底座，还包括机架、尾梁、限位组件、透明套管、尾管和驱动机构，尾梁包括内层管、中层管和外层管，内层管上开设长条缺口，中层管和外层管上分别开设有中层小缝、中层大缝和外层小缝、外层大缝；限位组件包括第一限位机构和第二限位机构；透明套管上成型有环形刻度层，中层管和外层管对应端分别设置有中层小指针、中层大指针和外层小指针、外层大指针；尾管一端开设有出风槽。其一，本发明可研究单缝大小和位置改变时对尾梁动平衡的影响；其二，本发明可研究双缝中两个缝隙位置改变时对尾梁动平衡的影响。

Description

一种科研教学用环量尾梁实验测试装置

技术领域

本发明涉及尾翼动平衡测试装置相关领域，具体是涉及一种科研教学用环量尾梁实验测试装置。

背景技术

直升机的旋翼在旋转的同时，会带动机身往相反的方向旋转，如果没有尾桨等系统，机身会一直打转。这也是双旋翼直升机不需要安装尾桨的原因，双旋翼直升机的两副旋翼旋转方向相反，能够互相抵消反作用力。而单旋翼直升机则必须要安装一套类似尾桨的系统，用以提供反扭力矩阻止机身打转，平衡机身从而实现飞行，这套系统称为反扭矩系统。直升机尾桨动平衡检测和调整就是一项经常性的工作，保证机身的平衡性能良好。尾桨的形式有传统的裸露式常规尾桨、改进后的涵道风扇式尾桨以及较为先进的NOTAR无尾桨系统等。NOTAR无尾桨系统利用环量控制尾梁提供旋翼反扭矩所需的力，从而取消尾桨。

环量控制由边界层控制发展而来，指的是后缘为圆弧形的翼型后部表面开缝，从缝中喷出气流，挟带着上面的气流绕后缘流动，直到后缘附近某点分离，这样在该翼型上形成环量，产生朝对应方向的推力。普通翼型的上表面气流不可能绕过尖削后缘，而是在后缘分离。环量控制翼型后缘为圆弧形，能够实现气流绕后缘流动。无尾桨直升机，就采用了环量控制技术。这种直升机的机身为圆柱或近似为圆柱，以旋翼的尾流为来流，在机身上引出壁面喷流后，产生一侧向力以平衡旋翼的扭矩，从而取代了尾桨，简化了直升机的设计。同时，在尾翼上开设缝隙的大小以及缝隙之间的间距，对尾桨动平衡的影响也不同。

我国公开号为CN109141859A的专利，其公开了一种测量环量尾梁扭矩的实验装置，包含旋翼模块、固定模块、联轴器、扭矩传感器和直升机环量尾梁；固定模块包含底座、第一支撑板、第二支撑板和顶板；旋翼模块包含若干桨叶、桨毂、电池、信号接收器、电机和控制单元。其通过控制旋翼桨叶和涵道风扇的旋转，配合尾梁一侧的狭缝，利用联轴器将扭矩船底给上方的扭矩传感器，测得环量尾梁系统所产生的扭矩。该测量环量尾梁扭矩的实验装置具有以下不足：该实验装置仅能测量若干个桨叶和涵道风扇旋转时，尾梁系统所产生的扭矩，但是无法改变尾梁上狭缝的大小和位置，从而无法在狭缝的大小改变时或狭缝的位置改变时，测量出尾梁系统能够产生扭矩的大小是否随之改变，实验装置的教学意义不强。

发明内容

基于此，有必要针对现有技术问题，提供一种科研教学用环量尾梁实验测试装置。

为解决现有技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种科研教学用环量尾梁实验测试装置，包括旋翼、涵道风扇和底座，旋翼底部成型有竖轴且竖轴上设置有扭矩传感器，还包括：

呈水平状态轴接设置于底座上的机架，所述竖轴轴接设置于机架上；

呈水平状态的尾梁，包括与机架固连的内层管、能够旋转的套设于内层管上的中层管和能够旋转的套设于中层管上的外层管，内层管的管壁上开设有沿其轴向的长条缺口，中层管和外层管的管壁上分别开设有中层小缝、中层大缝和外层小缝、外层大缝，且中层小缝、中层大缝与外层小缝、外层大缝交错设置，涵道风扇同轴固连于内层管靠近机架的一端；

限位组件，包括设置于中层管与内层管之间的第一限位机构和设置于中层管与外层管之间的第二限位机构，第一限位机构用于保持中层管与内层管之间旋转一定角度后相互卡住，第二限位机构用于保持中层管与外层管之间旋转一定角度后卡住；

透明套管，同轴套设于内层管远离机架的一端且透明套管上成型有环形刻度层，中层管和外层管对应端分别设置有与环形刻度层相配合的中层小指针、中层大指针和外层小指针、外层大指针；

尾管，同轴固连于内层管远离机架的一端且其上开设有出风槽；

设置于机架上的驱动机构，其用于同步驱动竖轴和涵道风扇旋转。

优选的，所述内层管的两端均成型有第一台阶部，中层管的两端均成型有第二台阶部，且每个第二台阶部内圈均成型有第一环槽，每个第一环槽内均同轴设置有用于连接内层管和中层管的第一滚针轴承，每个第一台阶部外端均同轴固连有用于对对应第一滚针轴承轴向限位的限位圆环，外层管的两端均成型有第二环槽，每个第二环槽内均同轴设置有用于连接中层管和外层管的第二滚针轴承，每个第二台阶部外端均同轴固连有用于对对应第二滚针轴承轴向限位的转动圆环，且透明套管位于两个转动圆环远离机架的一端，靠近机架的限位圆环与机架固连，两个转动圆环位于外层管的两端，且两个转动圆环相背的两端与中层管的两端齐平，所述中层小指针和中层大指针均成型于远离机架的转动圆环靠近透明套管的一端，所述转动圆环上还成型有用于避让外层小指针和外层大指针的半环形通槽。

优选的，所述第一限位机构和第二限位机构的结构一致且第一限位机构包括若干个沿圆周方向均匀分布的第一弹簧螺丝，每个所述第一弹簧螺丝均沿径向由外而内穿过靠近机架的转动圆环和对应第二台阶部，第一弹簧螺丝与该转动圆环与第二台阶部螺纹连接，且弹簧螺丝带有钢珠的头端突出于对应第二台阶部的内壁，内层管的对应端外壁上成型有若干个沿圆周方向均匀分布且适应第一弹簧螺丝上钢珠结构的内层凹球槽，第二限位机构包括若干个沿圆周方向均匀分布的第二弹簧螺丝，每个第二弹簧螺丝均螺纹连接于外层管靠近机架的一端且沿径向由外而内穿过外层管，中层管对应端外壁上成型有若干个沿圆周方向均匀分布且适应第二弹簧螺丝上钢珠结构的中层凹球槽。

优选的，所述透明套管同轴固连于远离机架的第一台阶部上，所述透明套管靠近机架的一端同轴开设有圆柱槽，所述环形刻度层设置于圆柱槽内，中层小指针、中层大指针、外层小指针和外层大指针远离机架的一端均位于圆柱槽内，尾管位于透明套管远离机架的一端。

优选的，所述机架靠近尾管的一端设有密封腔，所述涵道风扇位于密封腔内，旋翼设置于机架远离密封腔的一端，靠近机架的限位圆环与密封腔密封固连，密封腔的顶部成型有引流通风板，引流通风板用于将旋翼旋转产生的气流引导至尾梁上和密封腔内，引流通风板上还开设有用于供气流穿过的通风槽。

优选的，所述密封腔内还密封固连有用于固定对应限位圆环和涵道风扇的限位套管，且限位圆环与限位套管之间密封相连。

优选的，所述涵道风扇远离尾管的一端成型有用于带动其风扇旋转的横轴，所述横轴轴接设置于密封腔上且横轴与密封腔动密封连接，所述驱动机构包括固定设置于机架上的驱动电机和用于将驱动电机输出轴、竖轴和横轴传动连接的齿轮箱。

本发明与现有技术相比具有的有益效果是：

其一，本发明将中层大缝和外层大缝重合而使中层小缝和外层小缝远离，再适当旋转中层管和外层管，可研究单缝大小和位置改变时对尾梁动平衡的影响；

其二，本发明将中层大缝和中层小缝分别与外层小缝和外层大缝重合，再适当旋转中层管或外层管，可研究双缝中两个缝隙位置改变时对尾梁动平衡的影响。

附图说明

图1是实施例的立体结构示意图。

图2是实施例的俯视图。

图3是图2沿A-A线的剖视图一。

图4是图2沿A-A线的剖视图二。

图5是图4中B处的局部结构放大图。

图6是实施例的尾梁和尾管的立体结构示意图。

图7是图6中C处的局部结构放大图。

图8是实施例的尾梁的立体结构分解图一。

图9是图8中D处的局部结构放大图。

图10是图8中E处的局部结构放大图。

图11是图8中F处的局部结构放大图。

图12是实施例的尾梁的立体结构分解图二。

图13是图12中G处的局部结构放大图。

图14是图12中H处的局部结构放大图。

图15是实施例中研究单缝时尾梁的剖面结构示意图。

图16是实施例中研究双缝时尾梁的剖面结构示意图。

图中标号为：

1、旋翼；2、涵道风扇；3、底座；4、竖轴；5、扭矩传感器；6、机架；7、尾梁；8、内层管；9、中层管；10、外层管；11、长条缺口；12、中层小缝；13、中层大缝；14、外层小缝；15、外层大缝；16、透明套管；17、环形刻度层；18、中层小指针；19、中层大指针；20、外层小指针；21、外层大指针；22、尾管；23、出风槽；24、第一台阶部；25、第二台阶部；26、第一滚针轴承；27、限位圆环；28、第二滚针轴承；29、转动圆环；30、第一弹簧螺丝；31、内层凹球槽；32、第二弹簧螺丝；33、中层凹球槽；34、圆柱槽；35、密封腔；36、引流通风板；37、通风槽；38、限位套管；39、横轴；40、驱动电机；41、齿轮箱。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的特征、技术手段以及所达到的具体目的、功能，下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

参考图1至图16所示的一种科研教学用环量尾梁实验测试装置，包括旋翼1、涵道风扇2和底座3，旋翼1底部成型有竖轴4且竖轴4上设置有扭矩传感器5，还包括：

呈水平状态轴接设置于底座3上的机架6，所述竖轴4轴接设置于机架6上；

呈水平状态的尾梁7，包括与机架6固连的内层管8、能够旋转的套设于内层管8上的中层管9和能够旋转的套设于中层管9上的外层管10，内层管8的管壁上开设有沿其轴向的长条缺口11，中层管9和外层管10的管壁上分别开设有中层小缝12、中层大缝13和外层小缝14、外层大缝15，且中层小缝12、中层大缝13与外层小缝14、外层大缝15交错设置，涵道风扇2同轴固连于内层管8靠近机架6的一端；

限位组件，包括设置于中层管9与内层管8之间的第一限位机构和设置于中层管9与外层管10之间的第二限位机构，第一限位机构用于保持中层管9与内层管8之间旋转一定角度后相互卡住，第二限位机构用于保持中层管9与外层管10之间旋转一定角度后卡住；

透明套管16，同轴套设于内层管8远离机架6的一端且透明套管16上成型有环形刻度层17，中层管9和外层管10对应端分别设置有与环形刻度层17相配合的中层小指针18、中层大指针19和外层小指针20、外层大指针21；

尾管22，同轴固连于内层管8远离机架6的一端且其上开设有出风槽23；

设置于机架6上的驱动机构，其用于同步驱动竖轴4和涵道风扇2旋转。

所述内层管8的两端均成型有第一台阶部24，中层管9的两端均成型有第二台阶部25，且每个第二台阶部25内圈均成型有第一环槽，每个第一环槽内均同轴设置有用于连接内层管8和中层管9的第一滚针轴承26，每个第一台阶部24外端均同轴固连有用于对对应第一滚针轴承26轴向限位的限位圆环27，外层管10的两端均成型有第二环槽，每个第二环槽内均同轴设置有用于连接中层管9和外层管10的第二滚针轴承28，每个第二台阶部25外端均同轴固连有用于对对应第二滚针轴承28轴向限位的转动圆环29，且透明套管16位于两个转动圆环29远离机架6的一端，靠近机架6的限位圆环27与机架6固连，两个转动圆环29位于外层管10的两端，且两个转动圆环29相背的两端与中层管9的两端齐平，所述中层小指针18和中层大指针19均成型于远离机架6的转动圆环29靠近透明套管16的一端，所述转动圆环29上还成型有用于避让外层小指针20和外层大指针21的半环形通槽。

半环形通槽的径向尺寸较小，故图中未示出，两个转动圆环29位于外层管10的两端，通过两个转动圆环29可以方便的手动旋转与之固连的中层管9，外层管10在最外侧，也可以方便的手动旋转。

所述第一限位机构和第二限位机构的结构一致且第一限位机构包括若干个沿圆周方向均匀分布的第一弹簧螺丝30，每个所述第一弹簧螺丝30均沿径向由外而内穿过靠近机架6的转动圆环29和对应第二台阶部25，第一弹簧螺丝30与该转动圆环29与第二台阶部25螺纹连接，且弹簧螺丝带有钢珠的头端突出于对应第二台阶部25的内壁，内层管8的对应端外壁上成型有若干个沿圆周方向均匀分布且适应第一弹簧螺丝30上钢珠结构的内层凹球槽31，第二限位机构包括若干个沿圆周方向均匀分布的第二弹簧螺丝32，每个第二弹簧螺丝32均螺纹连接于外层管10靠近机架6的一端且沿径向由外而内穿过外层管10，中层管9对应端外壁上成型有若干个沿圆周方向均匀分布且适应第二弹簧螺丝32上钢珠结构的中层凹球槽33。

内层凹球槽31和中层凹球槽33的数量可自定义，根据每次需要旋转中层管9和外层管10的最小角度而定，比如若内层凹球槽31和中层凹球槽33的数量均设置为一百二十个，则中层管9和外层管10每次可旋转的最小角度为三度，以内层凹球槽31为例，一百二十个内层凹球槽31沿圆周方向均匀分布，则第一弹簧螺丝30由一个内层凹球槽31旋转至相临内层凹球槽31，所旋转的角度即为三度，即中层管9实际旋转角度为三度，具体数量可根据第一弹簧螺丝30和第二弹簧螺丝32的大小以及实际实验中需要旋转中层管9和外层管10的最小角度确定。

所述透明套管16同轴固连于远离机架6的第一台阶部24上，所述透明套管16靠近机架6的一端同轴开设有圆柱槽34，所述环形刻度层17设置于圆柱槽34内，中层小指针18、中层大指针19、外层小指针20和外层大指针21远离机架6的一端均位于圆柱槽34内，尾管22位于透明套管16远离机架6的一端。

透明套管16采用透明塑料材质制成，且环形刻度层17设置于圆柱槽34的内侧，所述中层小缝12和外层小缝14沿圆周方向的宽度很小而轴向长度很长，所述中层大缝13和外层大缝15沿圆周方向的宽度较大而轴向长度同样很长，中层小指针18和外层小指针20分别沿中层小缝12和外层小缝14的长度方向，中层小指针18和外层小指针20所处位置即对应中层小缝12和外层小缝14所处位置，透过透明套管16即可清晰看到中层小指针18和外层小指针20在环形刻度层17上所指的对应刻度，从而判断中层小缝12和外层小缝14的位置，中层大指针19和外层大指针21仅分别相对于中层小指针18和外层小指针20尺寸略大，从而便于区分，而相对于中层大缝13和外层大缝15仍尺寸很小，且中层大指针19位于中层大缝13远离中层小缝12的一端，且外层大指针21位于外层大缝15远离外层小缝14的一端，如此中层大指针19和外层大指针21所指处即为中层大缝13和外层大缝15的对应端所处位置，中层小缝12和外层小缝14的弧度很小，可以忽略，而中层大缝13和外层大缝15的弧度为特定弧度，为实验中已知的条件，如此通过中层大指针19和外层大指针21位置，结合中层大缝13和外层大缝15的尺寸以及中层小指针18和外层小指针20的位置，即可推算出中层大缝13和外层大缝15的位置，结合图15和图16所示内层管8、中层管9和外层管10的剖面结构示意图（仅为示意图，为了便于识别，图中放大了中层小缝12、外层小缝14等尺寸，与实物相比在尺寸上有所差别），长条缺口11、中层小缝12、中层大缝13、外层小缝14和外层大缝15之间呈图中所示位置关系，实验中根据需要可自定义长条缺口11、中层小缝12、中层大缝13、外层小缝14和外层大缝15的具体尺寸以及长条缺口11在内层管8上的位置，研究发现，发现无论尾梁7上开设单缝还是开设双缝，其最佳方位角均位于80°和140°之间，故本发明中将长条缺口11的弧度设定为60°，且本实验中主要测试在该方位角区间内，双缝和单缝位于不同位置时，以及单缝的大小改变时，对尾梁7动平衡的影响有何不同，即对应环量尾梁7系统所产生的扭矩有何不同，透过透明套管16即可清晰看到中层小指针18、中层大指针19、外层小指针20和外层大指针21在环形刻度层17上所指的对应刻度，从而判断中层小缝12、中层大缝13、外层小缝14和外层大缝15的位置，所述中层大指针19和中层小指针18之间以及外层小指针20和外层大指针21之间既可以在设计时使其尺寸不同，从而便于区分，也可以附以不同的颜色来区分（图中未示出）。

所述机架6靠近尾管22的一端设有密封腔35，所述涵道风扇2位于密封腔35内，旋翼1设置于机架6远离密封腔35的一端，靠近机架6的限位圆环27与密封腔35密封固连，密封腔35的顶部成型有引流通风板36，引流通风板36用于将旋翼1旋转产生的气流引导至尾梁7上和密封腔35内，引流通风板36上还开设有用于供气流穿过的通风槽37。

旋翼1旋转后产生的气流向下流动，并流经引流通风板36后，部分贴着引流通风板36流动至尾梁7上用以形成平衡扭矩，一部分则穿过引流通风板36进入密封腔35内，用于供涵道风扇2旋转后将气流吹入尾梁7内。

所述密封腔35内还密封固连有用于固定对应限位圆环27和涵道风扇2的限位套管38，且限位圆环27与限位套管38之间密封相连。

所述涵道风扇2固定设置于限位套管38上且同轴设置于对应第一台阶部24中，涵道风扇2的外壁与第一台阶部24的内壁密封相连，涵道风扇2旋转后将密封腔35内空气吹入内层管8内，并部分经由尾管22的出风槽23吹出用以提供部分平衡扭矩，当长条缺口11、中层小缝12、中层大缝13、外层小缝14和外层大缝15在一定程度上重合时，内层管8内气流还能顺着重合处流出内层管8、中层管9和外层管10，从而配合旋翼1旋转产生的气流，形成绕尾梁7后缘流动的气流，进而提供部分平衡扭矩。

所述涵道风扇2远离尾管22的一端成型有用于带动其风扇旋转的横轴39，所述横轴39轴接设置于密封腔35上且横轴39与密封腔35动密封连接，所述驱动机构包括固定设置于机架6上的驱动电机40和用于将驱动电机40输出轴、竖轴4和横轴39传动连接的齿轮箱41。

驱动电机40的输出轴旋转后，通过齿轮箱41的传动带动横轴39和竖轴4同步旋转。

工作原理：通过手持外层管10并手动固定其中一个转动圆环29，可以单独将外层管10转动，同理，通过手持其中一个转动圆环29并手动固定外层管10，可以单独转动中层管9，同时手持外层管10和其中一个转动圆环29，则可以同步旋转中层管9和外层管10，通过自定义内层凹球槽31和中层凹球槽33的数量可以控制外层管10和中层管9每次旋转的最小角度，如旋转外层管10时，每将外层管10旋转最小角度，与外层管10固连的每个第二弹簧螺丝32，均从中层管9上的对应中层凹球槽33运动至对应相临中层凹球槽33中，两个中层凹球槽33之间的角度差，即为中层管9所旋转的角度，由于内层管8固定不动，而长条缺口11的位置和尺寸事先已知，结合中层大缝13和外层大缝15的尺寸，通过观察中层小指针18、中层大指针19、外层小指针20和外层大指针21在环形刻度层17上所处位置，可以推算出中层小缝12、中层大缝13、外层小缝14和外层大缝15的位置；

本实验在改变单缝大小和尺寸的情况下，以及改变双缝中两个缝隙的位置的情况下，研究环量尾梁7系统所产生的扭矩大小有何不同，即对尾梁7动平衡的影响有何不同；

当研究单缝的大小和位置对尾梁7动平衡的影响时，通过适当旋转中层管9和外层管10，使其呈图15中所示状态，随后保持中层管9不动而顺时针适当旋转外层管10，而外层管10旋转角度的大小即对应外层大缝15与内层大缝重合区域的大小，此时由内而外内层管8内的气流仅能先后通过长条缺口11与外层大缝15与内层大缝重合区域，并流动至外层管10外，即外层大缝15与内层大缝重合区域相当于尾梁7上的单缝，且此时外层大缝15与内层大缝重合区域的大小即对应所形成单缝的大小，如此通过控制旋转外层管10的角度，即可在一定范围内改变单缝的大小，同时，将外层管10与中层管9整体进行顺时针旋转一定角度，即可改变该尺寸单缝的位置，（环形刻度层17上针对80°和140°位置设有特殊标识，便于确定位置，图中未示出特殊标识）；

当研究双缝中两个缝隙的位置对尾梁7动平衡的影响时，通过适当旋转中层管9和外层管10，使其呈图16中所示状态，即外层大缝15和外层小缝14分别与中层小缝12和中层大缝13重合，由于中层小缝12和外层小缝14的弧度很小，可以忽略，故此处不考虑中层小缝12与外层大缝15之间或者中层大缝13与外层小缝14之间部分重合，而导致的重合区域尺寸大小的问题，仅通过中层小指针18、中层大指针19、外层小指针20、外层大指针21和环形刻度层17上的特殊标识，将中层管9和外层管10调整至图16中所示状态，此时内层管8内气流仅能流出长条缺口11后，通过中层小缝12与外层大缝15的重合处和中层大缝13与外层小缝14的重合处，流出至外层管10外，即此两处重合区域相当于尾梁7上的双缝，且此时中层小缝12和外层大缝15重合区域位于140°处，而中层大缝13和外层小缝14的重合区域位于80°处，之后固定中层管9而顺时针旋转外层管10，即相当于双缝中位于80°处的缝隙向着140°处的缝隙移动，改变了双缝中两个缝隙的位置，同理，还可以将外层管10固定而逆时针旋转中层管9，此时相当于双缝中位于140°处的缝隙向着80°处的缝隙移动；

实验时通过预先将中层管9和外层管10旋转至不同的位置并记录，再启动驱动电机40，驱动电机40通过齿轮箱41同时带动旋翼1和涵道风扇2旋转，旋翼1旋转所产生的向下的气流部分流动至尾梁7表面，部分穿过引流通风板36上的通风槽37，进入密封圈内，被涵道风扇2带动吹入尾梁7中，尾梁7中的气流部分由尾管22的出风槽23排出，产生一定大小平衡尾梁7的推力，部分则由尾梁7上的长条缺口11，经过对应单缝或双缝排出，并产生绕后缘流动的气流，产生一定大小平衡尾梁7的推力，由于实验中环量尾梁7系统所产生的扭矩大小不同，可能会造成尾梁7处所产生扭矩大小不能恰好抵消旋翼1旋转时所产生的扭矩，此时整个机架6便会在底座3上打转，同时扭矩传感器5测出对应扭矩大小，并传递至云端保存，如此通过改变中层管9和外层管10的位置，即可在改变单缝大小和尺寸的情况下，以及改变双缝中两个缝隙的位置的情况下，研究环量尾梁7系统所产生的扭矩大小有何不同，即对尾梁7动平衡的影响有何不同。

以上实施例仅表达了本发明的一种或几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种科研教学用环量尾梁实验测试装置，包括旋翼（1）、涵道风扇（2）和底座（3），旋翼（1）底部成型有竖轴（4）且竖轴（4）上设置有扭矩传感器（5），其特征在于，还包括：

呈水平状态轴接设置于底座（3）上的机架（6），所述竖轴（4）轴接设置于机架（6）上；

呈水平状态的尾梁（7），包括与机架（6）固连的内层管（8）、能够旋转的套设于内层管（8）上的中层管（9）和能够旋转的套设于中层管（9）上的外层管（10），内层管（8）的管壁上开设有沿其轴向的长条缺口（11），中层管（9）和外层管（10）的管壁上分别开设有中层小缝（12）、中层大缝（13）和外层小缝（14）、外层大缝（15），且中层小缝（12）、中层大缝（13）与外层小缝（14）、外层大缝（15）交错设置，涵道风扇（2）同轴固连于内层管（8）靠近机架（6）的一端；

限位组件，包括设置于中层管（9）与内层管（8）之间的第一限位机构和设置于中层管（9）与外层管（10）之间的第二限位机构，第一限位机构用于保持中层管（9）与内层管（8）之间旋转一定角度后相互卡住，第二限位机构用于保持中层管（9）与外层管（10）之间旋转一定角度后卡住；

透明套管（16），同轴套设于内层管（8）远离机架（6）的一端且透明套管（16）上成型有环形刻度层（17），中层管（9）和外层管（10）对应端分别设置有与环形刻度层（17）相配合的中层小指针（18）、中层大指针（19）和外层小指针（20）、外层大指针（21）；

尾管（22），同轴固连于内层管（8）远离机架（6）的一端且其上开设有出风槽（23）；

设置于机架（6）上的驱动机构，其用于同步驱动竖轴（4）和涵道风扇（2）旋转。

2.根据权利要求1所述的一种科研教学用环量尾梁实验测试装置，其特征在于，所述内层管（8）的两端均成型有第一台阶部（24），中层管（9）的两端均成型有第二台阶部（25），且每个第二台阶部（25）内圈均成型有第一环槽，每个第一环槽内均同轴设置有用于连接内层管（8）和中层管（9）的第一滚针轴承（26），每个第一台阶部（24）外端均同轴固连有用于对对应第一滚针轴承（26）轴向限位的限位圆环（27），外层管（10）的两端均成型有第二环槽，每个第二环槽内均同轴设置有用于连接中层管（9）和外层管（10）的第二滚针轴承（28），每个第二台阶部（25）外端均同轴固连有用于对对应第二滚针轴承（28）轴向限位的转动圆环（29），且透明套管（16）位于两个转动圆环（29）远离机架（6）的一端，靠近机架（6）的限位圆环（27）与机架（6）固连，两个转动圆环（29）位于外层管（10）的两端，且两个转动圆环（29）相背的两端与中层管（9）的两端齐平，所述中层小指针（18）和中层大指针（19）均成型于远离机架（6）的转动圆环（29）靠近透明套管（16）的一端，所述转动圆环（29）上还成型有用于避让外层小指针（20）和外层大指针（21）的半环形通槽。

3.根据权利要求2所述的一种科研教学用环量尾梁实验测试装置，其特征在于，所述第一限位机构和第二限位机构的结构一致且第一限位机构包括若干个沿圆周方向均匀分布的第一弹簧螺丝（30），每个所述第一弹簧螺丝（30）均沿径向由外而内穿过靠近机架（6）的转动圆环（29）和对应第二台阶部（25），第一弹簧螺丝（30）与该转动圆环（29）与第二台阶部（25）螺纹连接，且弹簧螺丝带有钢珠的头端突出于对应第二台阶部（25）的内壁，内层管（8）的对应端外壁上成型有若干个沿圆周方向均匀分布且适应第一弹簧螺丝（30）上钢珠结构的内层凹球槽（31），第二限位机构包括若干个沿圆周方向均匀分布的第二弹簧螺丝（32），每个第二弹簧螺丝（32）均螺纹连接于外层管（10）靠近机架（6）的一端且沿径向由外而内穿过外层管（10），中层管（9）对应端外壁上成型有若干个沿圆周方向均匀分布且适应第二弹簧螺丝（32）上钢珠结构的中层凹球槽（33）。

4.根据权利要求2所述的一种科研教学用环量尾梁实验测试装置，其特征在于，所述透明套管（16）同轴固连于远离机架（6）的第一台阶部（24）上，所述透明套管（16）靠近机架（6）的一端同轴开设有圆柱槽（34），所述环形刻度层（17）设置于圆柱槽（34）内，中层小指针（18）、中层大指针（19）、外层小指针（20）和外层大指针（21）远离机架（6）的一端均位于圆柱槽（34）内，尾管（22）位于透明套管（16）远离机架（6）的一端。

5.根据权利要求2所述的一种科研教学用环量尾梁实验测试装置，其特征在于，所述机架（6）靠近尾管（22）的一端设有密封腔（35），所述涵道风扇（2）位于密封腔（35）内，旋翼（1）设置于机架（6）远离密封腔（35）的一端，靠近机架（6）的限位圆环（27）与密封腔（35）密封固连，密封腔（35）的顶部成型有引流通风板（36），引流通风板（36）用于将旋翼（1）旋转产生的气流引导至尾梁（7）上和密封腔（35）内，引流通风板（36）上还开设有用于供气流穿过的通风槽（37）。

6.根据权利要求5所述的一种科研教学用环量尾梁实验测试装置，其特征在于，所述密封腔（35）内还密封固连有用于固定对应限位圆环（27）和涵道风扇（2）的限位套管（38），且限位圆环（27）与限位套管（38）之间密封相连。

7.根据权利要求1所述的一种科研教学用环量尾梁实验测试装置，其特征在于，所述涵道风扇（2）远离尾管（22）的一端成型有用于带动其风扇旋转的横轴（39），所述横轴（39）轴接设置于密封腔（35）上且横轴（39）与密封腔（35）动密封连接，所述驱动机构包括固定设置于机架（6）上的驱动电机（40）和用于将驱动电机（40）输出轴、竖轴（4）和横轴（39）传动连接的齿轮箱（41）。

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