CN115993233A - 气动实验装置、气动模拟实验装置、车辆及实验方法 - Google Patents

Abstract

本公开是关于一种气动实验装置、气动模拟实验装置、车辆及实验方法。气动实验装置包括基座和设置于所述基座的至少一个测量组件。所述测量组件包括支撑部和测量部。所述支撑部包括支撑件和转动件，所述支撑件可活动地设置于所述基座，所述转动件可活动地连接于所述支撑件。所述测量部和所述支撑部连接，用于测量实验对象的气动数据。此气动实验装置扩大了适用范围，并且可以完成复杂的动态气动实验。

Description

气动实验装置、气动模拟实验装置、车辆及实验方法

技术领域

本公开涉及飞机领域，尤其涉及一种气动实验装置、气动模拟实验装置、车辆及实验方法。

背景技术

无论是传统的螺旋桨飞机，还是先进的分布式动力螺旋桨飞机、倾转旋翼飞行器等，都面临着同一个气动问题，螺旋桨或旋翼与机翼的气动相互作用问题。由于螺旋桨或旋翼的尾流会流经机翼，改变了机翼原本的流场，导致机翼气动特性的变化，而螺旋桨或旋翼尾流又极为复杂，使得机翼气动特性变化规律的研究难度极大；同时，螺旋桨或旋翼原本自由发展的尾流又受到机翼的影响，导致对动力系统产生了影响。因此，关注并研究飞机机翼与旋翼（螺旋桨）气动干扰问题是十分必要的，有助于飞机气动性能、动力性能的提升。

现有的气动实验装置设置为等比例缩小的飞机造型的模型，单个模型的尺寸固定，并且模型的机翼和旋翼（螺旋桨）之间的相对位置保持固定，只能完成简单气动数据的测量。

发明内容

本公开的目的在于提供一种气动实验装置、气动模拟实验装置、车辆及实验方法，能够完成复杂的气动数据的测量。

本公开实施例的一个方面提供一种气动实验装置，包括基座和设置于所述基座的至少一个测量组件；所述测量组件包括：

支撑部，所述支撑部包括支撑件和转动件，所述支撑件可活动地设置于所述基座，所述转动件可活动地连接于所述支撑件；

测量部，和所述支撑部连接，用于测量实验对象的气动数据。

在其中一个实施例中，所述支撑件在所述第一方向上的高度可调节，所述支撑件沿第二方向与所述基座滑动连接，所述转动件绕第三方向与所述支撑件转动连接；其中，所述第一方向和所述第二方向相交，所述第三方向和所述第一方向及所述第二方向相交。

在其中一个实施例中，所述支撑件包括第一移动件和第二移动件，所述第二移动件沿所述第一方向与所述第一移动件滑动连接。

在其中一个实施例中，所述支撑件还包括和所述第一移动件连接的第三移动件，所述第三移动件沿所述第二方向与所述基座滑动连接。

在其中一个实施例中，所述支撑件包括两组所述第一移动件和所述第二移动件，一组所述第一移动件和所述第二移动件与另一组所述第一移动件和所述第二移动件在所述第三方向相对设置；

所述转动件包括两个第一旋转件，所述两个第一旋转件分别和两个所述第二移动件可转动地连接，所述转动件还包括第二旋转件，用于连接两个第一旋转件。

在其中一个实施例中，所述支撑部还包括用于连接实验对象的连接件，沿与所述第三方向垂直的方向与所述转动件连接。

在其中一个实施例中，所述连接件弯折延伸；和/或

所述支撑部包括多个连接件，沿所述第三方向间隔设置。

在其中一个实施例中，所述气动实验装置还包括控制组件，用于控制所述支撑件和所述转动件运动。

在其中一个实施例中，所述控制组件包括：控制部和驱动部，所述驱动部用于驱动所述支撑件和所述转动件运动，所述控制部控制所述驱动部进行驱动工作。

在其中一个实施例中，所述控制部包括第一控制信号收发器和第二控制信号收发器，所述第一控制信号收发器设于所述基座，所述第二控制信号收发器和所述第一控制信号收发器电连接或无线连接。

在其中一个实施例中，所述气动实验装置包括数据采集器，和所述测量部电连接；和/或

所述气动实验装置包括与所述测量部电连接的数据采集器以及数据处理端，所述数据处理端和所述数据采集器电连接或无线连接。

在其中一个实施例中，所述测量部包括力学传感器，所述力学传感器与所述支撑部和实验对象中的一者连接，所述力学传感器与所述数据采集器电连接。

本公开的实施例提供的气动实验装置的技术方案可以包括以下有益效果：

在进行气动实验时，将实验对象安装于转动件，一方面，通过调整转动件相对于支撑件的位置以及支撑件相对于基座的位置，可以实现实验对象在不同位置的设定，从而进行不同设定条件下的气动实验，并通过测量部测量相应的气动数据，扩大了气动实验装置的适用范围。另一方面，实验对象随转动件相对于支撑件的运动和支撑件相对于基座的运动而处于动态移动状态，测量部测量此动态过程中实验对象的气动数据，可以完成复杂的动态气动实验。

本公开实施例的另一个方面提供一种气动模拟实验装置，包括上述任一实施例所述的气动实验装置和模拟部，所述模拟部和所述转动件连接。

在其中一个实施例中，所述模拟部包括旋翼模拟部和机翼模拟部中的至少一者。

在其中一个实施例中，所述模拟部包括旋翼模拟部，所述转动件在所述旋翼模拟部的旋转面上的投影与所述旋翼模拟部的端部之间的距离，大于等于1.5倍的所述旋翼模拟部的半径；和/或

所述模拟部包括机翼模拟部，所述转动件距离所述机翼模拟部的远离所述转动件一侧的端面的距离，大于等于所述机翼模拟部的翼弦。

本公开的实施例提供的气动模拟实验装置的技术方案可以包括以下有益效果：

将模拟部安装至气动实验装置的转动件，模拟部能够随着支撑件和转动件的运动而改变位置以及模拟飞行过程中的动态运行，从而对飞行物体组件的模拟件进行飞行模拟实验，研究飞行物体组件的模拟件在飞行过程中的气动干扰问题。

本公开实施例的又一个方面提供一种车辆，包括车体和上述任一实施例所述的气动实验装置，所述气动实验装置和所述车体固定连接。

在其中一个实施例中，所述车辆包括速度控制部，和所述车体电连接或无线连接，所述速度控制部用于控制所述车辆的运动速度。

本公开的实施例提供的车辆的技术方案可以包括以下有益效果：

通过车体的运动产生流动的气流来进行气动实验装置的气动实验。如此，相较于在风洞中进行实验，可以更加真实充分地模拟气体的来流情况，实验对象受到的体积限制小，可以进行一比一的仿真模拟，从而使得实验获得的气动数据更加真实有效，并且能够更加快速便捷地开展气动实验研究。

本公开实施例的再一个方面提供一种基于上述任一实施例所述的气动实验装置的实验方法，所述实验方法包括：

调节气流速度；

调节所述支撑件在所述基座上的位置和/或所述转动件与所述支撑件之间的角度；

通过所述测量部获取实验对象的气动数据。

在其中一个实施例中，所述实验方法包括稳态工况实验方法和动态工况实验方法；

在所述稳态工况实验方法中，所述支撑件固定，所述转动件固定；在所述动态工况实验方法中，所述支撑件和所述转动件中的至少一者运动。

本公开的实施例提供的实验方法的技术方案可以包括以下有益效果：

通过气流速度的调节、支撑件和转动件的位置调节，从而模拟不同真实工况下实验对象的飞行状态并测得相关的气动数据，通过此实验方法能够测得复杂工况下的气动数据，取得更好的实验效果。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

附图说明构成本公开的一部分的附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。

为了更清楚地说明本公开实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，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的附图。

图1所示为一实施例中的气动模拟实验装置的结构示意图。

图2为图1所示实施例中的气动模拟实验装置在巡航模式下的示意图。

图3为图1所示实施例中的气动模拟实验装置在垂直起降模式下的示意图。

图4为图1所示实施例中的气动模拟实验装置在另一角度的巡航模式下的示意图。

其中：1-气动实验装置；10-基座；20-测量组件；21-支撑部；22-测量部；211-支撑件；212-转动件；2111-第一移动件；2112-第二移动件；2113-第三移动件；2121-第一旋转件；2122-第二旋转件；213-连接件；30-控制部；31-第一控制信号收发器；32-第二控制信号收发器；40-数据采集器；50-电源组件；221-力学传感器；2114-固定件；2-气动模拟实验装置；3-模拟部；3a-旋翼模拟部；3b-机翼模拟部。

具体实施方式

为使本公开的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本公开进行进一步的详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本公开，并不限定本公开的保护范围。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本公开的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本公开的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本公开。

下面结合附图，对本公开的气动实验装置进行详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施方式中的特征可以相互组合。

在本公开的一个实施例中，参照图1和图2所示，提供一种气动实验装置1，包括基座10和设置于基座10的至少一个测量组件20。测量组件20包括支撑部21和测量部22。支撑部21包括支撑件211和转动件212，支撑件211可活动地设置于基座10，转动件212可活动地连接于支撑件211。测量部22和支撑部21连接，用于测量实验对象的气动数据。

如此，在进行气动实验时，将实验对象安装于转动件212，一方面，通过调整转动件212相对于支撑件211的位置以及支撑件211相对于基座10的位置，可以实现实验对象在不同位置的设定，从而进行不同设定条件下的气动实验，并通过测量部22测量相应的气动数据，扩大了气动实验装置1的适用范围。另一方面，实验对象随转动件212相对于支撑件211的运动和支撑件211相对于基座10的运动而处于动态移动状态，测量部22测量此动态过程中实验对象的气动数据，可以完成复杂的动态气动实验。

气动实验装置1的实验对象可以是飞行物体的模型、飞行物体的组件或者是飞行物体组件的模拟件，例如飞机的机翼的模拟件、倾转旋翼飞行器的旋翼的模拟件、飞行汽车的旋翼的模拟件等，本公开对气动实验装置1的实验对象不作限制。

在一些实施例中，气动实验装置1安装于载体，通过载体的移动模拟实验对象的飞行环境，载体可以是车辆。在另一些实施例中，气动实验装置1置于气流速度可变的环境中，例如风洞。

在一些实施例中，气动实验装置1包括多个测量组件20，间隔设置于基座10，每个测量组件20的转动件212上装有各自的实验对象，各测量组件20设有的实验对象可相同或不同。进一步地，各测量组件20的转动件212上可安装多个实验对象，这些实验对象可相同或不同。

在一些实施例中，继续参照图1和图2所示，支撑件211在第一方向z上的高度可调节，支撑件211沿第二方向x与基座10滑动连接，转动件212绕第三方向y与支撑件211转动连接。其中，第一方向z和第二方向x相交，第三方向y和第一方向z及第二方向x相交。支撑件211在第二方向x上能够相对于基座10移动，在第一方向z上的高度可变，转动件212绕第三方向y与支撑件211之间的角度可变，如此，实验对象在x轴、z轴上的位置以及实验对象所在平面和xoz平面之间的夹角为可调节的变量，通过移动支撑件211和转动件212实现这些变量的调节，从而完成不同设定条件下的气动实验或者是复杂的动态气动实验。

具体地，在本实施例中，参照图1所示，支撑件211包括第一移动件2111和第二移动件2112，第二移动件2112沿第一方向z与第一移动件2111滑动连接。当第二移动件2112沿第一方向z向远离第一移动件2111的方向滑动时，支撑件211的在第一方向z上的变高，当第二移动件2112沿第一方向z向靠近第一移动件2111的方向滑动时，支撑件211的在第一方向z上的变矮。

可选地，在一些实施例中，第一移动件2111和第二移动件2112之间对应设有滑轨使得第一移动件2111和第二移动件2112能够相对滑动，滑轨能够在有限空间里安装。在另一些实施例中，第一移动件2111和第二移动件2112中的一者为中空，另一者套装于中空件内，第一移动件2111和第二移动件2112之间设有直线轴承或者无油衬套。直线轴承能够简化结构。无油衬套则可以自润滑，减小摩擦阻力，使得第一移动件2111和第二移动件2112之间的相对运动更顺滑平稳可靠，且没有噪音。本公开对第一移动件2111和第二移动件2112之间相对滑动的具体实施方式不作限制。

在一些实施例中，支撑件211还包括和第一移动件2111连接的第三移动件2113，第三移动件2113沿第二方向x与基座10滑动连接。第三移动件2113和基座10之间也可通过设置滑轨、直线轴承或者无油衬套等实施方式实现相对滑动。

进一步地，参照图1所示，支撑件211包括两组第一移动件2111和第二移动件2112，一组第一移动件2111和第二移动件2112与另一组第一移动件2111和第二移动件2112在第三方向y相对设置。转动件212包括两个第一旋转件2121，两个第一旋转件2121分别和两个第二移动件2112可转动地连接，转动件212还包括第二旋转件2122，用于连接两个第一旋转件2121。

在本实施例中，第一移动件2111、第二移动件2112、第三移动件2113、第一旋转件2121和第二旋转件2122均采用杆状结构，第三移动件2113的两端分别和两个第一移动件2111固定连接，两个第一旋转件2121分别和两个第二移动件2112远离第一移动件2111的一端可转动地连接，第二旋转件2122的一端和其中一个第一旋转件2121远离第二移动件2112的一端连接，第二旋转件2122的另一端和另一个第一旋转件2121远离第二移动件2112的一端连接。如此，第一移动件2111、第二移动件2112、第三移动件2113、第一旋转件2121和第二旋转件2122构成框架结构，在气动实验中受到的气动阻力小，从而降低气动实验对支撑部21的结构强度要求，并减小支撑部21的设计难度，降低了气动实验装置1的制造成本。

基座10也设置为框架结构，第三移动件2113的两端分别和基座10相对的两根杆件滑动连接。

在一些实施例中，第三移动件2113和基座10之间、第一移动件2111和第二移动件2112之间、第二移动件2112和第一旋转件2121之间可设置限位结构，当第三移动件2113沿第二方向x移动至预设位置、第二移动件2112沿第一方向z移动至预设位置、第一旋转件2121转动至预设位置后对其进行限位固定。

可选地，在一些实施例中，参照图1和图2所示，支撑部21还包括用于连接实验对象的连接件213，沿与第三方向y垂直的方向与转动件212连接。通过设置连接件213，方便将实验对象安装至气动实验装置1，并且连接件213垂直于第三方向y，便于实验对象气动数据的测量和计算处理。

进一步地，连接件213和第二旋转件2122固定连接。

在一些实施例中，连接件213弯折延伸，使得连接件213远离转动件212的一端在转动件212所在平面内的投影和转动件212错开一段距离，从而减小实验对象在气动实验中受到转动件212的干扰。

在一些实施例中，支撑部21包括多个连接件213，沿第三方向y间隔设置，从而可以连接多个实验对象，或者是一个实验对象通过多个连接件213和第二旋转件2122固定连接，从而增强结构强度。

在一些实施例中，气动实验装置1还包括控制组件，用于控制支撑件211和转动件212运动。通过设置控制组件，能够精确控制支撑件211的位移距离和转动件212的转动角度，并且能够在气动实验中，使支撑件211和转动件212保持运转。

具体地，控制组件包括：控制部30和驱动部（未图示），驱动部用于驱动支撑件211和转动件212运动，控制部30控制驱动部进行驱动工作。

在本实施例中，驱动部包括驱动第三移动件2113的第一电机，驱动第二移动件2112的第二电机以及驱动第一旋转件2121的第三电机。其中，第一电机通过丝杆和第三移动件2113驱动连接，第二电机通过丝杆和第二移动件2112驱动连接，第三电机通过齿轮组和第一旋转件2121，或者第三电机采用舵机。

在另一些实施例中，驱动部采用多个气缸分别驱动第三移动件2113、第二移动件2112以及第一旋转件2121运动。

第三移动件2113和基座10之间、第一移动件2111和第二移动件2112之间、第二移动件2112和第一旋转件2121之间的限位可以通过驱动部的停止驱动来实现。

在一些实施例中，控制部30包括处理器和存储器。处理器用于控制整个气动实验装置1的驱动操作，存储器用于存储操作数据供处理器使用。

进一步地，参照图1所示，控制部30包括第一控制信号收发器31和第二控制信号收发器32，第一控制信号收发器31设于基座10，第二控制信号收发器32和第一控制信号收发器31电连接或无线连接。第二控制信号收发器32和第一控制信号收发器31分体设置，实验人员可以远程通过第二控制信号收发器32向第一控制信号收发器31发送驱动操作指令，第一控制信号收发器31控制气动实验装置1中的支撑件211和转动件212运动。

在一些实施例中，参照图1所示，气动实验装置1包括数据采集器40，和测量部22电连接，从而将测量部22测量到的数据进行临时存储。在一些实施例中，数据采集器40可以和第一控制信号收发器31合并为一体设置。数据采集器40可以和基座10固定连接。

可选地，在一些实施例中，气动实验装置1还包括数据处理端（未图示），数据处理端和数据采集器40电连接或无线连接。数据处理端用于处理测量到的气动数据，可以将测量部22直接测得数据计算转换成所需的参数。数据处理端可以是电脑、IPad平板、手机等。在另一些实施例中，数据采集器40设有开放接口，实验者可通过U盘、移动硬盘等电子设备对数据采集器40中的气动数据进行拷贝。

可选地，在一些实施例中，气动实验装置1还包括电源组件50为气动实验装置1的各组件提供电力。电源组件50可以包括电源管理系统，一个或多个电源，及其他与为气动实验装置1生成、管理和分配电力相关联的组件。在另一些实施例中，气动实验装置1的动力来源可以来自外部。

在本实施例中，测量部22包括力学传感器221，力学传感器221与支撑部21和实验对象中的一者连接，力学传感器221与数据采集器40电连接。实验对象的气动数据通过力学传感器221测到的力学数据体现。

在本实施例中，力学传感器221采用六自由度力和力矩传感器，支撑件211还包括固定件2114，固定件2114的两端分别和两个第一移动件2111固定连接，固定件2114和第三移动件2113在第一方向z上相对设置，力学传感器221夹持于固定件2114和第三移动件2113之间。

在本公开的另一个实施例中，还提供一种基于上述任一实施例中的气动实验装置1的实验方法，实验方法包括：步骤一，调节气流速度；步骤二，调节支撑件211在基座10上的位置和/或转动件212与支撑件211之间的角度；步骤三，通过测量部22获取实验对象的气动数据。步骤一、步骤二、步骤三可同时进行，并没有固定的先后顺序。通过气流速度的调节、支撑件211和转动件212的位置调节，从而模拟不同真实工况下实验对象的飞行状态并测得相关的气动数据，通过此实验方法能够测得复杂工况下的气动数据，取得更好的实验效果。

在一些实施例中，实验方法包括稳态工况实验方法和动态工况实验方法。在稳态工况实验方法中，支撑件211固定，转动件212固定。在动态工况实验方法中，支撑件211和转动件212中的至少一者运动。具体地，在稳态工况实验方法中，根据实验需求，预先设定好第三移动件2113在基座10的位置、第一移动件2111和第二移动件2112之间相对位置、第二移动件2112和第一旋转件2121之间的角度，使得支撑部21保持相对于基座10保持固定静止状态，再测得实验数据。在动态工况实验方法中，第三移动件2113、第二移动件2112和第一旋转件2121中的至少一者处于运动状态，第三移动件2113的滑动速度、第二移动件2112的滑动速度和第一旋转件2121的转动速度根据实验需求设定，可以匀速运动，也可以变速运动，在上述组件的运动过程中测得实验数据。

在稳态工况实验方法和动态工况实验方法中，实验过程里气动实验装置1所处环境的气流速度需调节至实验需求值，该实验需求值可以为定值，也可以为变化值。

在稳态工况实验方法和动态工况实验方法中，获取有效实验数据的前提条件为，气动实验装置1处于符合实验需求的气流环境中的时间，超出设定时间，并且支撑部21的稳态和动态状态也需稳定保持设定时间。稳态和动态状态的稳定保持可以是驱动部各电机的稳定运行。预定时间可以是2s，3s，4s等。

在此预定时间内，测量部22获取实验对象的气动数据。测量部22可以获取多组气动数据，例如在3s的预设时间内，每隔一秒获取一组气动数据，最终获得三组气动数据，取平均值作为本次实验的最终实验结果。

在本公开的又一个实施例中，参照图1和图2所示，还提供一种气动模拟实验装置2，包括上述任一实施例中的气动实验装置1和模拟部3，模拟部3和转动件212连接。将模拟部3安装至气动实验装置1的转动件212，模拟部3能够随着支撑件211和转动件212的运动而改变位置以及模拟飞行过程中的动态运行，从而对飞行物体组件的模拟件进行飞行模拟实验，研究飞行物体组件的模拟件在飞行过程中的气动干扰问题。

进一步地，在一些实施例中，模拟部3包括旋翼模拟部3a和机翼模拟部3b中的至少一者，用于模拟倾转旋翼飞行器。在另一些实施例中，模拟部3包括螺旋桨模拟部和和机翼模拟部3b中的至少一者，用于模拟分布式动力螺旋桨飞机。

在本实施例中，参照图1和图2所示，模拟部3包括一个旋翼模拟部3a和一个机翼模拟部3b，气动实验装置1设有两个测量组件20。

旋翼模拟部3a能够绕着自身的中心旋转，气动实验装置1的驱动部还包括旋翼模拟部驱动电机，用于驱动旋翼模拟部3a旋转，控制部控制模拟部驱动电机的启停和输出值。旋翼模拟部3a安装于其中一个测量组件20，通过连接件213和第二旋转件2122连接，连接件213和第二旋转件2122的连接点靠近第二旋转件2122的中心设置。和旋翼模拟部3a连接的连接件213经过两次弯折，既使得旋翼模拟部3a的所在平面和转动件212的所在平面接近平行，又使得转动件212在旋翼模拟部3a的旋转面上的投影与旋翼模拟部3a具有距离，能够完全错开，从而减小转动件212在旋翼模拟部3a的仿飞行过程中对气流产生干扰。具体地，转动件212在旋翼模拟部3a的旋转面上的投影与旋翼模拟部3a的端部之间的距离，大于等于1.5倍的旋翼模拟部3a的半径，如此，能够保证转动件212在旋翼模拟部3a的旋转面上的投影与旋翼模拟部3a的端部之间有足够的错位距离，将干扰降至最低。

机翼模拟部3b安装于另一个测量组件20，通过连接件213和第二旋转件2122连接。由于机翼模拟部3b沿第三方向y的延伸长度较长，从而在第二旋转件2122靠近两端的位置处分别设置一个连接件213，能够保证结构强度。和机翼模拟部3b连接的连接件213经过一次弯折，既使得机翼模拟部3b的所在平面和转动件212的所在平面接近垂直，又使得转动件212和机翼模拟部3b的靠近转动件212一侧的端面具有距离，能够完全错开，从而减小转动件212在机翼模拟部3b的仿飞行过程中对气流产生干扰。具体地，转动件212距离机翼模拟部3b的远离转动件212一侧的端面的距离，大于等于机翼模拟部3b的翼弦，保证转动件212和机翼模拟部3b的靠近转动件212一侧的端面之间的距离足够大，将干扰降至最低。

在本实施例中，和旋翼模拟部3a连接的测量组件20能够相对于基座10沿第二方向x滑动，和机翼模拟部3b连接的测量组件20则和基座10在第二方向x保持固定连接。

当气动模拟实验装置2处于气流速度可变的实验中时，气流相对于旋翼模拟部3a和机翼模拟部3b流动，流动的气流首先和旋翼模拟部3a接触，再和机翼模拟部3b接触。

与倾转旋翼飞行器的真实飞行工况相同，与旋翼模拟部3a连接的支撑部21在第一方向z上的高度改变范围，需能够使得旋翼模拟部3a的中心在与机翼模拟部3b所在平面相垂直的平面内的投影，和机翼模拟部3b在该垂直平面内的最小间隔距离，始终大于等于1.5倍的旋翼模拟部3a的半径。该支撑部21相对于基座10在第二方向x上的滑动路程范围，需能够使得旋翼模拟部3a的中心在机翼模拟部3b所在平面的投影，和机翼模拟部3b的靠近该投影的端面的距离，始终大于等于1.5倍的旋翼模拟部3a的半径。

例如，在图2所示实施例中，在第一方向z上，旋翼模拟部3a的中心的高度值既可大于机翼模拟部3b的高度值，也可小于机翼模拟部3b的高度值，但旋翼模拟部3a的中心的高度值和机翼模拟部3b的高度值之差的绝对值需大于等于1.5倍的旋翼模拟部3a的半径。在第二方向x上，机翼模拟部3b的最左侧端面和旋翼模拟部3a的旋转面之间的距离需大于等于1.5倍的旋翼模拟部3a的半径。

又例如，在图3所示实施例中，在第一方向z上，旋翼模拟部3a的旋转面的高度值既可大于机翼模拟部3b的高度值，也可小于机翼模拟部3b的高度值，但旋翼模拟部3a的旋转面的高度值和机翼模拟部3b的高度值之差的绝对值需大于等于1.5倍的旋翼模拟部3a的半径。在第二方向x上，机翼模拟部3b的最左侧端面和旋翼模拟部3a的最右端之间的距离需大于等于1.5倍的旋翼模拟部3a的半径。

与倾转旋翼飞行器的真实飞行工况相同，转动件212绕第三方向y与支撑件211之间相对转动的角度范围为0°至90°，在图3所示实施例中，旋翼模拟部3a对应的转动件212的转动角度为0°，在图2所示实施例中，旋翼模拟部3a对应的转动件212的转动角度为90°。

倾转旋翼飞行器的飞行模式包括巡航模式和垂直起降模式，气动模拟实验装置2在巡航模式下，旋翼模拟部3a的旋转面和机翼模拟部3b的所在平面相互垂直。气动模拟实验装置2在垂直起降模式下，旋翼模拟部3a的旋转面和机翼模拟部3b的所在平面相互平行。

对本实施例中的气动模拟实验装置2进行气动干扰实验，在稳态工况实验方法中，旋翼模拟部3a按照实验所需速度旋转，支撑件211固定，转动件212固定，测量部22进行巡航模式和垂直起降模式的气动数据的测量。例如，图2所示实施例为巡航模式的稳态数据测量：两个支撑部21的转动件212的转动角度均为90°，并保持固定，两个支撑件211在第一方向z上的高度和第二方向x上的位置也保持固定，测量部22测量旋翼模拟部3a和机翼模拟部3b的气动数据。又例如，图3所示实施例为垂直起降模式的稳态数据测量：旋翼模拟部3a对应的支撑部21的转动件212的转动角度为0°，机翼模拟部3b对应的支撑部21的转动件212的转动角度为90°，两个转动件212均保持固定，两个支撑件211在第一方向z上的高度和第二方向x上的位置也保持固定，测量部22测量旋翼模拟部3a和机翼模拟部3b的气动数据。

在动态工况实验方法中，旋翼模拟部3a按照实验所需速度旋转，支撑件211和转动件212中的至少一者为处于运动状态，测量部22进行巡航模式和垂直起降模式的气动数据的测量。例如，参照图2所示实施例至图4所示实施例之间的变化过程，此过程为巡航模式的动态数据测量：两个转动件212按照相同的实验所需速度绕第三方向y旋转，旋翼模拟部3a对应的支撑部21的支撑件211在第一方向z上的高度逐渐变高，旋翼模拟部3a对应的支撑部21的支撑件211在第二方向y上，向远离机翼模拟部3b对应的支撑部21的方向滑动。在此动态过程中，旋翼模拟部3a的旋转面和机翼模拟部3b的所在平面始终保持相互垂直，也即旋翼模拟部3a对应的支撑部21的转动件212所在平面，和机翼模拟部3b对应的支撑部21的转动件212所在平面始终保持相互平行。

类似的，垂直起降模式的动态数据测量中，旋翼模拟部3a的旋转面和机翼模拟部3b的所在平面始终保持相互平行，也即旋翼模拟部3a对应的支撑部21的转动件212所在平面，和机翼模拟部3b对应的支撑部21的转动件212所在平面始终保持相互垂直。

实验所得的气动数据可以通过数据处理端进行计算处理，得到机翼升阻力系数、机翼升阻比、动力系统拉力阻力等关键气动参数，从而研究在不同工况和飞行模式下，旋翼模拟部3a和机翼模拟部3b受到了何种影响。

在本公开的再一个实施例中，还提供一种车辆（未图示），包括车体（未图示）和上述任一实施例所述的气动实验装置1，气动实验装置1和车体固定连接。通过车体的运动产生流动的气流来进行气动实验装置1的气动实验。如此，相较于在风洞中进行实验，可以更加真实充分地模拟气体的来流情况，实验对象受到的体积限制小，可以进行一比一的仿真模拟，从而使得实验获得的气动数据更加真实有效，并且能够更加快速便捷地开展气动实验研究。

具体地，气动实验装置1通过基座10和车体顶上的行李架固定连接，气动实验装置1可以通过车体进行供电。

在一些实施例中，车辆包括速度控制部（未图示），和车体电连接或无线连接，速度控制部用于控制车辆的运动速度。如此，通过速度控制部控制车辆按照实验所需的速度进行运动，例如匀速运动、变速运动，该速度和飞行物体的真实飞行速度相同，从而实现了对飞行物体飞行的真实工况的模拟。

速度控制部可以控制车体的油门，使油门在0%~100%之间变化。

速度控制部可以和车体的控制系统集成或者直接采用车体的油门，实验人员坐在车体内进行车辆速度的控制。速度控制部也可以设在车体外，和车体无线连接，实验人员远离车体进行车体的速度控制。

速度控制部可以和第二控制信号收发器32集成设置。

第二控制信号收发器32、数据采集器40、数据处理端均可和车体的控制系统集成设置。

在本公开的描述中，需要理解的是，术语“中部”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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公开和简化描述，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公开的限制。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本公开的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本公开中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。

在本公开中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”、“设置于”、“固设于”或“安设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。进一步地，当一个元件被认为是“固定连接”另一个元件，二者可以是可拆卸连接方式的固定，也可以不可拆卸连接的固定，如套接、卡接、一体成型固定、焊接等，在传统技术中可以实现，在此不再累赘。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本公开的几种实施方式，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，在不脱离本公开的发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本公开的保护范围。

Claims (19)

1.一种气动实验装置，其特征在于，包括：

基座和设置于所述基座的至少一个测量组件；所述测量组件包括：

支撑部，所述支撑部包括支撑件和转动件，所述支撑件可活动地设置于所述基座，所述转动件可活动地连接于所述支撑件；

测量部，和所述支撑部连接，用于测量实验对象的气动数据。

2.如权利要求1所述的气动实验装置，其特征在于，所述支撑件在第一方向上的高度可调节，所述支撑件沿第二方向与所述基座滑动连接，所述转动件绕第三方向与所述支撑件转动连接；其中，所述第一方向和所述第二方向相交，所述第三方向和所述第一方向及所述第二方向相交。

3.如权利要求2所述的气动实验装置，其特征在于，所述支撑件包括第一移动件和第二移动件，所述第二移动件沿所述第一方向与所述第一移动件滑动连接。

4.如权利要求3所述的气动实验装置，其特征在于，所述支撑件还包括和所述第一移动件连接的第三移动件，所述第三移动件沿所述第二方向与所述基座滑动连接。

5.如权利要求3所述的气动实验装置，其特征在于，所述支撑件包括两组所述第一移动件和所述第二移动件，一组所述第一移动件和所述第二移动件与另一组所述第一移动件和所述第二移动件在所述第三方向相对设置；

所述转动件包括两个第一旋转件，所述两个第一旋转件分别和两个所述第二移动件可转动地连接，所述转动件还包括第二旋转件，用于连接两个第一旋转件。

6.如权利要求2所述的气动实验装置，其特征在于，所述支撑部还包括用于连接实验对象的连接件，沿与所述第三方向垂直的方向与所述转动件连接。

7.如权利要求6所述的气动实验装置，其特征在于，所述连接件弯折延伸；和/或

所述支撑部包括多个连接件，沿所述第三方向间隔设置。

8.如权利要求1所述的气动实验装置，其特征在于，所述气动实验装置还包括控制组件，用于控制所述支撑件和所述转动件运动。

9.如权利要求8所述的气动实验装置，其特征在于，所述控制组件包括：控制部和驱动部，所述驱动部用于驱动所述支撑件和所述转动件运动，所述控制部控制所述驱动部进行驱动工作。

10.如权利要求9所述的气动实验装置，其特征在于，所述控制部包括第一控制信号收发器和第二控制信号收发器，所述第一控制信号收发器设于所述基座，所述第二控制信号收发器和所述第一控制信号收发器电连接或无线连接。

11.如权利要求1所述的气动实验装置，其特征在于，所述气动实验装置包括数据采集器，和所述测量部电连接；和/或

所述气动实验装置包括与所述测量部电连接的数据采集器以及数据处理端，所述数据处理端和所述数据采集器电连接或无线连接。

12.如权利要求11所述的气动实验装置，其特征在于，所述测量部包括力学传感器，所述力学传感器与所述支撑部和实验对象中的一者连接，所述力学传感器与所述数据采集器电连接。

13.一种气动模拟实验装置，其特征在于，包括权利要求1至12任一项所述的气动实验装置和模拟部，所述模拟部和所述转动件连接。

14.如权利要求13所述的气动模拟实验装置，其特征在于，所述模拟部包括旋翼模拟部和机翼模拟部中的至少一者。

15.如权利要求14所述的气动模拟实验装置，其特征在于，所述模拟部包括旋翼模拟部，所述转动件在所述旋翼模拟部的旋转面上的投影与所述旋翼模拟部的端部之间的距离，大于等于1.5倍的所述旋翼模拟部的半径；和/或

所述模拟部包括机翼模拟部，所述转动件距离所述机翼模拟部的远离所述转动件一侧的端面的距离，大于等于所述机翼模拟部的翼弦。

16.一种车辆，其特征在于，包括：车体和权利要求1至12任一项所述的气动实验装置，所述气动实验装置和所述车体固定连接。

17.如权利要求16所述的车辆，其特征在于，所述车辆包括速度控制部，和所述车体电连接或无线连接，所述速度控制部用于控制所述车辆的运动速度。

18.一种基于权利要求1至12任一项所述的气动实验装置的实验方法，其特征在于，所述实验方法包括：

调节气流速度；

调节所述支撑件在所述基座上的位置和/或所述转动件与所述支撑件之间的角度；

通过所述测量部获取实验对象的气动数据。

19.如权利要求18所述的实验方法，其特征在于，所述实验方法包括稳态工况实验方法和动态工况实验方法；

在所述稳态工况实验方法中，所述支撑件固定，所述转动件固定；在所述动态工况实验方法中，所述支撑件和所述转动件中的至少一者运动。

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