CN217294930U - 基于风洞实验的升力系数测定装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种基于风洞实验的升力系数测定装置，包括吹风组件、实验组件以及电子秤，吹风组件包括吹风涵道、设于吹风涵道远离实验组件一端的吹风电机，以及与吹风电机连接的风扇，实验组件包括两个机翼固定架、与机翼固定架连接的两个夹持机构、与两个夹持机构连接的机翼，以及与两个夹持机构外侧的两个刻度盘，电子秤包括设于机翼固定架下端电子秤。上述基于风洞实验的升力系数测定装置，通过吹风电机带动风扇朝向实验组件吹风，通过机翼固定架上的夹持机构固定机翼，并通过刻度盘调整机翼的角度，以模拟机翼在不同角度下的飞行，并通过电子秤测量实验组件的质量变化，即可测量机翼的升力，结构简单，操作方便，制作成本低。

Description

基于风洞实验的升力系数测定装置

技术领域

本实用新型涉及升力系数测定装置技术领域，特别涉及一种基于风洞实验的升力系数测定装置。

背景技术

飞行器的机身和其他相似外形的部件也能产生一些微小的升力，大小取决于它们的外形和迎角。对于航天飞行的载人飞行器，专门设计了一个没有机翼的“升力体”，但对于通常的飞行器来说，机体对升力的贡献几乎是可以忽略的。然而，机身确实会产生一些与升力可比较的力，它影响着飞行器的稳定性，而且其总是与使飞行器处于给定迎角下的安定面的配平作用力相反。相似的横侧向不稳定扰动由垂直安定面来阻止，它是一个与机身成直角安装的小型的翼面、能产生侧向力来纠正飞行器的偏航和侧滑。

为方便起见，空气动力学家们将所有的非常复杂的机翼外形和配平等因素汇总简化成一个系数，即升力系数，这个系数可以说明一个飞行器或其任意部件产生升力的情况。升力系数是表述叶片的升力基本性能的参数，同时也是翼型的重要参数，通过实验来研究不同形状翼型的升力系数，及不同来流速度时升力系数与迎角的关系，对航空飞行器设计以及叶轮机械的设计等都有着重要意义。

浙江大学的余世策等在2014年进行了小型直流标定风洞的研制，但是该标定风洞的尺寸接近5m，控制系式精度不高，不方便移动，而且精度不高。内蒙古农业大学的刘海洋等在2016进行了可移动低速风洞的设计与试验，该标定风洞的尺寸也达到了较大，虽然在可移动性得到了提升，但是标定风洞的标定范围降低了很多。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种基于风洞实验的升力系数测定装置，以解决了现有风洞实验装置繁琐、价格昂贵的问题。

本实用新型提供了一种基于风洞实验的升力系数测定装置，包括吹风组件、设于所述吹风组件出风侧的实验组件，以及设于所述实验组件下端的电子秤，所述吹风组件包括吹风涵道、设于所述吹风涵道远离所述实验组件一端的吹风电机，以及与所述吹风电机连接的风扇，所述实验组件包括两个机翼固定架、与两个所述机翼固定架连接的两个夹持机构、与两个所述夹持机构连接的机翼，以及与一个所述夹持机构的外侧连接的的刻度盘。

上述基于风洞实验的升力系数测定装置，通过吹风电机带动风扇朝向实验组件吹风，通过机翼固定架上的夹持机构固定机翼，并通过刻度盘调整机翼的角度，以模拟机翼在不同角度下的飞行，并通过电子秤测量实验组件的质量变化，即可测量机翼的升力，结构简单，操作方便，制作成本低。

进一步地，还包括设于所述实验组件一侧的防干扰组件。

进一步地，所述防干扰组件包括设于所述实验组件远离所述吹风电机一侧的方管和设于所述方管末端的矩形管，所述方管的两侧设有U型缺口。

进一步地，所述吹风涵道的末端还设有整流格栅。

进一步地，所述整流格栅的末端设有尾管。

进一步地，所述夹持机构包括机翼固定夹爪和设于所述机翼固定夹爪外侧的机翼固定栓。

附图说明

图1为本实用新型第一实施例中的基于风洞实验的升力系数测定装置的俯视图；

图2为图1中的基于风洞实验的升力系数测定装置的剖面结构示意图。

主要元件符号说明：

吹风组件	10	夹持机构	22	方管	41
						吹风涵道	11	机翼固定夹爪	221	U型缺口	411
吹风电机	12	机翼固定栓	222	矩形管	42
						风扇	13	刻度盘	23	整流格栅	50
实验组件	20	电子秤	30	尾管	60
						机翼固定架	21	防干扰组件	40

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本实用新型。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的若干个实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固设于”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。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

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实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1和图2，本实用新型实施例提供的一种基于风洞实验的升力系数测定装置，包括吹风组件10、设于所述吹风组件10出风侧的实验组件20，以及设于所述实验组件20下端的电子秤30，所述吹风组件10包括吹风涵道11、设于所述吹风涵道11远离所述实验组件20一端的吹风电机12，以及与所述吹风电机12连接的风扇13，所述实验组件20包括两个机翼固定架21、与两个所述机翼固定架21连接的两个夹持机构22、与两个所述夹持机构22连接的机翼(图未示出)，以及与一个所述夹持机构22的外侧连接的的刻度盘23。

上述基于风洞实验的升力系数测定装置，通过吹风电机12带动风扇13朝向实验组件20吹风，通过机翼固定架21上的夹持机构22固定机翼，并通过刻度盘2调整机翼的角度，以模拟机翼在不同角度下的飞行，并通过电子秤30测量实验组件20的质量变化，即可测量机翼的升力，结构简单，操作方便，制作成本低，可使用于家庭教育、学校教学、课外科普等多种场景，提供多元化服务。

具体的，在本实施例中，还包括设于所述实验组件20一侧的防干扰组件40，以防止实验组件20远离所述吹风组件10的一侧的气流对实验组件20产生干扰。

具体的，在本实施例中，所述防干扰组件40包括设于所述实验组件20远离所述吹风电机12一侧的方管41和设于所述方管41末端的矩形管42，所述方管41的两侧设有U型缺口411，通过设置方管41，用于接收从吹风组件10吹出的风，使得实验组件20远离所述吹风电机12一侧气流平稳。

具体的，在本实施例中，所述吹风涵道11的末端还设有整流格栅50，以使得从吹风涵道11吹出的风更均匀。

具体的，在本实施例中，所述整流格栅50的末端设有尾管60，以使得从整流格栅50吹出的风吹向实验组件20，提高了风能的利用率。

具体的，在本实施例中，所述夹持机构22包括机翼固定夹爪221和设于所述机翼固定夹爪221外侧的机翼固定栓222，以通过机翼固定夹爪221夹紧机翼的两端，再通过机翼固定栓222与机翼固定架21转动连接，然后通过刻度盘23带动机翼固定栓222转动，实现机翼的角度调节。

实验时，将实验组件20固定，按下电子秤30的调零按钮，将刻度盘23固定在零度，完成调零；完成上述步骤后将防干扰组件40固定；开启吹风电机12，来流风速经过吹风涵道11、整流格栅50、尾管60吹至实验组件20处，记录风扇13的转速，调节转速器旋钮将风扇转速调节至5000r/min通过刻度盘23调节迎角，记录不同迎角时电子秤30读数；调节调速器旋钮，记录风扇13每间隔1000r/min下电子秤30的读数进行多次实验，分别调节不同情况下迎角与风扇13转速的数据，将测量数据汇总，进而实现升力系数测定。

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

Claims (6)

1.一种基于风洞实验的升力系数测定装置，其特征在于，包括吹风组件、设于所述吹风组件出风侧的实验组件，以及设于所述实验组件下端的电子秤，所述吹风组件包括吹风涵道、设于所述吹风涵道远离所述实验组件一端的吹风电机，以及与所述吹风电机连接的风扇，所述实验组件包括两个机翼固定架、与两个所述机翼固定架连接的两个夹持机构、与两个所述夹持机构连接的机翼，以及与一个所述夹持机构的外侧连接的刻度盘。

2.根据权利要求1所述的基于风洞实验的升力系数测定装置，其特征在于，还包括设于所述实验组件一侧的防干扰组件。

3.根据权利要求2所述的基于风洞实验的升力系数测定装置，其特征在于，所述防干扰组件包括设于所述实验组件远离所述吹风电机一侧的方管和设于所述方管末端的矩形管，所述方管的两侧设有U型缺口。

4.根据权利要求1所述的基于风洞实验的升力系数测定装置，其特征在于，所述吹风涵道的末端还设有整流格栅。

5.根据权利要求4所述的基于风洞实验的升力系数测定装置，其特征在于，所述整流格栅的末端设有尾管。

6.根据权利要求1所述的基于风洞实验的升力系数测定装置，其特征在于，所述夹持机构包括机翼固定夹爪和设于所述机翼固定夹爪外侧的机翼固定栓。

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