CN1707563A - 飞机飞行原理综合演示仪 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种飞机飞行原理综合演示仪。为克服现有技术的演示设备功能单一，无法模拟飞机在空气动力作用下的各种飞行姿态的不足，本发明利用演示仪的箱体形成一小型风洞模拟飞机周围的流场，飞机模型(6)重心处背部装有关节轴承，通过吊挂装置悬挂于演示箱内；吊挂装置采用平衡杠杆结构，吊杆(3)和配重杆(10)分别位于平衡杆(2)的两端，支撑杆(4)位于平衡杆(2)的中部，与平衡杆(2)的连接均为活动连接，以保证平衡杆(2)和吊杆(3)在垂直平面内自由转动，实现各种飞行姿态。本发明可模拟飞机偏航、滚转、俯仰各种飞行姿态，直观地展示飞机飞行原理，具有操作方便、成本低、普及性强的特点，可广泛用于航空教学和航空科普。

Description

飞机飞行原理综合演示仪
(一)所属技术领域：
本发明涉及演示飞机飞行原理的仪器，是用于航空科普教学的飞机飞行原理综合演示仪。
(二)背景技术：
与本发明相关的技术是烟风洞。
烟风洞常作为空气动力学的教学用具，可以向大众模拟飞机在空气中运动时的气流特性，通过所释放的烟雾可以清楚地演示气流流过模型的走向及变化。烟风洞中的模型一般都是静态，不能模拟飞机模型在气流的作用下产生的各种飞行姿态，如偏航、滚转和俯仰。烟风洞的局限主要是功能比较单一，只能实现某个模型的单一运动形成的气流特性，大众缺乏亲身体验。
在中国专利局的91108908专利申请中，公开了一种依靠电磁驱动，实现飞机模型的起飞、飞行和降落。该技术虽然可以展示飞机的飞行过程，但不能用空气动力学的原理去解释飞行原理。
(三)发明内容：
为克服现有技术中存在的功能单一，无法模拟飞行器在空气动力作用下的各种运动的不足，本发明提出了一种飞机飞行原理综合展示仪。
本发明包括箱体、演示飞机模型及遥控装置、吊挂装置，使用了风洞技术，利用演示仪的箱体形成一小型风洞模拟飞机周围的流场，通过风机产生气流，在此流场作用下，通过遥控装置操纵飞机模型的各个舵面，从而使安装在箱体内的飞机模型产生升力，并实现各种飞行姿态。本发明的技术特征在于箱体为两层：上层为安装吊挂装置的控制箱，下层为演示箱，飞机模型通过吊挂装置上的吊杆悬挂于演示箱内；吊杆的上端连接到平衡杆上，下端与位于飞机模型重心处的关节轴承相连接，使得模型飞机可绕吊杆转动，以实现飞机的各种飞行姿态。
吊挂装置包括平衡杆、吊杆、配重杆和支撑杆，为平衡杠杆结构：吊杆和配重杆分别位于平衡杆的两端，支撑杆位于平衡杆的中部，使整个系统达到动态平衡。
平衡杆与吊杆、配重杆之间通过活动销、与支撑杆之间通过U型支座实现活动连接。
本发明可以形象地展示飞机飞行原理，模拟飞机偏航、滚转、俯仰等各种运动的姿态，具有操作方便、形象直观、成本低、普及性强的特点，能使观众亲自体验和感受飞机飞行姿态变化的机理，同时了解相关的科普知识，提高大众学习科学知识的兴趣，从而提高全民族的科学素质。
(四)附图说明：
附图1是飞机飞行原理综合展示仪的结构示意图；
附图2是吊挂装置的结构示意图。
其中：
1.控制箱      2.平衡杆          3.吊杆    4.支撑杆    5.过滤网
6.飞机模型    7.演示箱          8.支架    9.风机      10.配重杆
11.U型支座    12、13、14.活动销
(五)具体实施方式：
本实施例是通过吊挂装置，将飞机模型6置于空气中，并通过一个小型风洞模拟飞机周围的流场。在此流场作用下，使飞机产生升力；通过控制飞机的各个舵面，使飞机模型实现各种飞行姿态。
本实施例包括演示飞机模型6、箱体1、吊挂装置。具体实施过程是：
演示飞机模型6采用可遥控的木质模型，飞机的机身为空腔结构，操纵系统、接收系统均装在机身内。飞机的重心处背部开有圆孔，圆孔内装有关节轴承。通过吊挂装置将飞机模型悬挂在演示箱7中。
箱体用硬质铁皮制成，分为两层：上层为安装吊挂装置的控制箱1，下层为演示箱7。演示箱7的截面为方形结构，相当于一个简易的风洞，一端为进气处，安装有用于整流的过滤网5，另一端安装有风机9；演示箱7中部侧面安装有观察玻璃。控制箱1与演示箱7之间的隔板上有安装支撑杆4的螺纹孔和安装吊杆3的通孔，飞机模型6通过吊挂装置上的吊杆3穿过隔板悬挂于演示箱7中。箱体下有支架8。
吊挂装置(附图2)包括平衡杆2、吊杆3、支撑杆4和配重杆9，为平衡杠杆结构：
飞机模型6通过吊杆3悬挂于平衡杆2的一端，在另一端悬挂相应的配重杆10，以使整个系统达到动态平衡；用于固定吊挂装置的支撑杆4位于平衡杆2的中部。平衡杆2用轻金属杆制成，与吊杆3、支撑杆4和配重杆10活动连接，其具体方式为：
在平衡杆2一端有连接孔，通过活动销12与吊杆3上端的连接孔相连接，活动销12的直径应小于连接孔孔径，与连接孔之间有足够的间隙，以保证吊杆3与平衡杆2之间可在垂直平面内产生相对运动。飞机模型6位于吊杆3下端，通过飞机重心处背部的关节轴承与吊杆3相连接，使得飞机模型可绕吊杆转动，以实现各种飞行姿态。
平衡杆2的另一端有连接孔，用细圆铝棒制成的配重杆10上端亦有相应的连接孔，通过活动销14与平衡杆2活动连接，并与位于平衡杆2一端的飞机模型6相平衡。活动销14的直径应小于连接孔孔径，使活动销与连接孔之间有足够的间隙，以保证平衡杆2与配重杆10之间可在垂直平面内产生相对运动。
支撑杆4的上端通过U型支座11与平衡杆2呈“T”字型连接：平衡杆2的中部有用于连接U型支座11的连接孔，U型支座11的两个端面上亦分别有连接孔；将平衡杆2置于U型支座11内，用活动销13贯通U型支座和平衡杆上的连接孔，使两者活动连接；活动销13的直径应小于连接孔孔径，使活动销与连接孔之间有足够的间隙，以保证平衡杆2可在垂直平面内产生相对运动。支撑杆4的下端有螺纹，与隔板上的螺纹孔配合连接，从而将吊挂装置固定在演示箱与控制箱1之间的隔板上。

Claims (4)

1.一种飞机飞行原理综合演示仪，包括箱体、风机(9)、飞机模型(6)、吊挂装置及遥控装置，箱体如同小型风洞，飞机模型(6)安装在箱体内，通过风机(9)产生气流，用于模拟飞机飞行中的空气流场，通过遥控装置操纵飞机模型的各个舵面实现各种飞行姿态，其特征在于：
a.箱体为两层：上层为安装吊挂装置的控制箱(1)，下层为演示箱(7)，飞机模型(6)通过吊挂装置上的吊杆(3)悬挂于演示箱(7)内；
b.吊挂装置采用平衡杠杆结构，吊杆(3)和配重杆(10)分别位于平衡杆(2)的两端，支撑杆(4)位于平衡杆的中部；
c.平衡杆(2)与吊杆(3)、配重杆(10)之间分别用活动销(12、14)、与支撑杆(4)之间用U型支座(11)活动连接。
2.如权利要求1所述飞机飞行原理综合演示仪，其特征在于吊杆(3)与飞机模型(6)通过位于飞机模型重心处的关节轴承相连接。
3.如权利要求1所述飞机飞行原理综合演示仪，其特征在于用于平衡杆(2)与支撑杆(4)和配重杆(10)连接的活动销(12、14)的直径小于连接孔的孔径。
4.如权利要求1所述飞机飞行原理综合演示仪，其特征在于吊挂装置通过支撑杆(4)固定在隔板上。
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