DE1698128A1

DE1698128A1 - Device for the movable suspension of models, in particular model airplanes, in a wind tunnel

Info

Publication number: DE1698128A1
Application number: DE19681698128
Authority: DE
Inventors: Ertl Herbert J
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1968-02-13
Filing date: 1968-02-13
Publication date: 1972-03-23

Description

Einrichtung Zur beweglichen jufhängang von Modellen, inabos. Equipment for the movable jufhanggang of models, inabos.

Modellflugzeugen in einem Windkanal Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur beweglichen Aufhängung von Modellen, insbesondere Modellflugzeugen in einem Windkanal, wobei das Flugzeug mit seinem Heck an einem um mehrere Achsen beweglich gelagerten Horizontalträger befestigt ist, welcher gleichzeitig zur Zuführung einesflruckgases zum Flugzeug dient Derartige Einrichtungen sollen es ermöglichen, ein Modell in verschiedenen Lagen zur Win@kanalströmung einzustellen, um die dabei auftretenden aerodynamischen Kräfte zu ermitteln, Die Zuführung von Druckgas zum Modell erlaubt die vor allem bei der Untersuchung von VTOL-Flugzeugen wichtige Simulierung von aus dem Modell austretenden Gasen, beispielsweise IIubstrahlen. Model airplanes in a wind tunnel The invention relates to a device for the movable suspension of models, especially model airplanes in one Wind tunnel, whereby the aircraft can move around several axes with its tail on one mounted horizontal beam is attached, which at the same time for the supply of a pressure gas used for aircraft Such facilities should make it possible to use a model in set different positions for the Win @ duct flow in order to avoid the to determine aerodynamic forces, the supply of pressurized gas to the model allowed the simulation of gases emerging from the model, e.g.

Es ist bereits bekannt, für die Aufhängung von Flugzeugmodellen einen sog. Hecksting" zu verwenden sind tunnel facilities", Broschüre der Boeing airplane company, D2-7617). Dieser Hecksting besteht im wesentlichen aus einem in seiner Normallage horizontalen Tragarm, welcher an einer senkrechten Haltestrebe angeordnet ist und von dort aus in eine stromaufwärtige Richtung ragt. Am Ende des Tragarmes ist das Flugzeugmodell angeordnet. Der Tragarm kann zur Veränderung des Anstellwinkele in der vertikalen Längsebene des Windkanals geschwenkt und zur Yeränderung des Querneigungswinkels um seine Achse gedreht werden. In der Haltestrebe und dem Tragarm sind Leitungen verlegt, durch welche dem Flugzeugmodell Druckgas zugeführt werden kann.It is already known to use one for the suspension of model aircraft so-called Hecksting "tunnel facilities are to be used", brochure of the Boeing airplane company, D2-7617). This Hecksting consists essentially of one in his Normal position horizontal support arm, which is arranged on a vertical support strut and protrudes from there in an upstream direction. At the end of the support arm the airplane model is arranged. The support arm can be used to change the angle of attack pivoted in the vertical longitudinal plane of the wind tunnel and to change the bank angle be rotated around its axis. There are cables in the support strut and the support arm relocated through which the airplane model Pressurized gas are supplied can.

Diese bekannte Einrichtung hat jedoch den Nachteil, daß bei Veränderung des Anstellwinkels das Modell zugleich verschoben wird, da der Drehpunkt der Bewegung an der Stelle der Tragermbefestigung mit der Haltestrebe liegt. Dadurch wird entweder das Modell aus dem zentralen Strömungsfeld, welches mit den geringsten Störungen behaftet ist, herausbewegt, oder es muß ein entsprechend größerer Windkanalquerschnitt vorgesehen werden. Außerdem liegt der Verbindungspunkt des Tragarmes mit der Ealtestrebe im Strömungsfeld, so daß schädliche Rückwirkungen dieses verhältnismäßig großen Verdränbsrkörpers auf das Modell nicht auszuschließen sind. Ein weiterer Nachteil wird darin gesehen, daß keine Gierwinkelverstellung vorgesehen ist, da diese zu einer erheblichen Komplizierung und Vergrößerung des Verbindungepunktes vom Tragarm und Haltestrebe führen würde. Außerdem muß die Montage des Modells sowie jede Arbeit daran im Kanal selbst vorgenommen werden, welcher jedoch häufig nicht genügend Platz für die Monteure bzw. für Montagekrane oder ähnliches aufweist. However, this known device has the disadvantage that when changing the angle of attack the model is moved at the same time, as the pivot point of the movement is at the point of the Tragermbefestigung with the retaining strut. This will either the model from the central flow field, which is the one with the least disturbance is affected, moved out, or a correspondingly larger wind tunnel cross-section must be used are provided. In addition, there is the connection point of the support arm with the Ealtestrabe in the flow field, so that harmful effects of this relatively large Displacement bodies on the model cannot be ruled out. Another disadvantage is seen in the fact that no yaw angle adjustment is provided, since this too a considerable complication and enlargement of the connection point of the support arm and retaining strut would lead. It also needs the assembly of the model as well as any work this can be done in the canal itself, which, however, often does not have enough space for the fitters or for assembly cranes or the like.

Es ist deshalb die Aufgabe der Erfindung, eine Einrichtung der obengenannten Art zu schaffen, welche eine Verstellung der LEng-und Querneigung sowie des Gierwinkels ohne Verschiebung des Modellschwerpunktes erlaubt, und die außerdem zu Montagezwecken seitlich aus dem Kanalbereich verschiebbar ist, wobei besonderer Wert auf eine genaue Einstellmöglichkeit und exakte Führung gelegt wird, Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Horizontalträger an seinem dem Flugzeug abgewandten Ende mit einem in der senkrechten Längsebene des Flugzeuges angeordn.ten Kreisbogenträger ver bunden ist, dessen Kreisbogenmitielpunkt etwa mit dem Schwerpunkt des Flugzeuges zusammenfällt, und der um denKreisbogenmittelpunkt schwenkbar und in jeder Stellung arretierbar in einem Tragrahmen geleert ist, welcher seinerseits um eine mit der Flugzeughochachse zuea:imenfallene Achse drehbar und quer zur Strömungsrichtung des Windkanals verschiebbar sowie in jeder Lage durch an sich bekannte Arretierungseinrichtungen feststellbar ist. It is therefore the object of the invention to provide a device of the above Kind of creating an adjustment of the lean and bank angle as well as the yaw angle Allowed without shifting the model's center of gravity, and also for assembly purposes Can be moved laterally out of the channel area, with particular emphasis on precise Adjustment possibility and exact guidance is placed, this task is according to the invention solved in that the horizontal beam at its end facing away from the aircraft with a circular arc carrier angeordn.ten in the vertical longitudinal plane of the aircraft ver is bound, the circular arc center point approximately with the center of gravity of the aircraft collapses, and the pivotable about the arc center point and is emptied lockable in any position in a support frame, which in turn rotatable around an axis that is parallel to the aircraft vertical axis and transversely to the direction of flow of the wind tunnel and in any position by locking devices known per se is detectable.

Das Modellflugzeug befindet sich also genau im Schnittpunkt der Drehachsen der Einrichtung, so daß bei einer Anstellwinkeländerung und Gierwinkeländerung keine Versetzung des -Flugzeuginodells erfolgt. Dadurch befindet sich das Modell stets in der optimalen Strömungszone des Windksnais. Außerdem ermöglicht es die erfindungsgemäße Ausführung, die gesamte Einrichtung seitlich aus dem Windkanalbereich herauszuschieben, beispielsweise in eine Montagehalle oder auf irgendvelche Transportgeräte. Ein weiterer Vorteil ergibt sich daraus, daß die bewegliche Lagerung sowie die Verstellantriebe vollständig außerhalb der Windkanalströmung angeordnet sind, so daß nur der Horizontalträger sowie der Kreisbogentrager, die beide strömungsgünstig geformt werden können, in der Strömung liegen.The model airplane is therefore exactly at the intersection of the axes of rotation of the device, so that there is no change in the angle of attack and the yaw angle Relocation of the aircraft model takes place. This means that the model is always in place in the optimal flow zone of the Windksnais. It also enables the inventive Execution of pushing the entire device sideways out of the wind tunnel area, for example in an assembly hall or on any transport equipment. Another The advantage arises from the fact that the movable bearing and the adjustment drives are arranged completely outside the wind tunnel flow, so that only the horizontal beam as well as the circular arc support, both of which can be shaped in a streamlined manner, in lie in the current.

Nach einem Merkmal der Erfindung weist der Kreisbogenträger an seinem lagerseitigen Ende einen mit diesem festwerbundenen Wagen auf, welcher mit Rollen in kreisbogenförmigen, in dem Tragrahmen angeordneten Schienen läuft. Diese kreisbogenförmigen Schienen sind konzentrisch zu dem Kreisbogenträger angeordnet, d.h., der Mittelpunkt der Schienen liegt ebenfalls im Schwerpunkt des Modells.According to a feature of the invention, the circular arc carrier on his bearing-side end on a wagon that is tied to this and which has rollers runs in circular arc-shaped rails arranged in the support frame. This circular arc-shaped Rails are arranged concentrically with the circular arc support, i.e., the center point the rails is also in the center of gravity of the model.

Erfindungsgemäß ist der Tragrahmen über ein Axiallager auf einem Untergestell gelagert und kann von einem Elektromotor über ein Getriebe und einem mit dem Tragrahmen verbundenen Drehkranz um eine senkrechte Achse gedreht werden. Diese senkrechte Achse verläuft ebenfalls durch den Flugzeugschwerpunkt, so daß auch Gierwinkeländerungen keine Versetzung des Modells aus seiner normalen Position bedeuten. Das Untergestell steht gemäß der Erfindung mit vier verstellbaren Füßen auf zwei quer zur Strömungerichtung des Windkanals verlaufenden Schienen, auf denen es verschiebbar und arretierbar ist. Die Verstellbarkeit erlaubt eine genaue Lagejustierung bezüglich der Windkanalachse.According to the invention, the support frame is on a sub-frame via an axial bearing stored and can be from an electric motor via a gearbox and one with the support frame connected slewing ring can be rotated around a vertical axis. This vertical The axis also runs through the aircraft's center of gravity, so that changes in the yaw angle also occur does not mean moving the model from its normal position. The base stands according to the invention with four adjustable feet on two transversely to the direction of flow the wind tunnel running rails on which it can be moved and locked is. The adjustability allows an exact position adjustment with respect to the wind tunnel axis.

Für die Vermessung von VTOL-Flugzeugen ist es unumganglich, daß auch die Hubstrahlen simuliert werden, da sie die Umströmung des Modells sehr wesentlich beeinflussen. Nach einem Merkmal der Erfindung ist deshalb vorgesehen, daß der Horizontal träger in bekannter Weise hohl ausgeführt ist und daß an seinem dem Flugzeugmodell abgewandten Ende flexible, druckfeste Leitungen einmünden, welche an eine Druckgasquelle anschließbar sind.For the measurement of VTOL aircraft it is essential that too the lifting jets are simulated, as they are very important to the flow around the model influence. According to a feature of the invention it is therefore provided that the horizontal carrier is made hollow in a known manner and that on his the aircraft model opposite end open flexible, pressure-resistant lines, which are connected to a pressurized gas source are connectable.

Die flexiblen Leitungen können der Lageänderung der Einrichtung folgen, ohne sie zu behindern. Als Druckgas wird beispielsweise heiße Luft verwendet.The flexible lines can follow the change in position of the facility, without hindering them. Hot air, for example, is used as the compressed gas.

Weitere Merkmale der Erfindung sind anhand eines Äusführungsbeispiels in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 eine seitliche Ansicht einer Aufhängungseinrichtung, wobei das Flugzeugmodell seine normale Horizontalfluglage einnimmt, Fig. 2 eine Ansicht in Strömungsrichtung auf den Kreisbogenträger und seine Lagerungselemente.Further features of the invention are based on an exemplary embodiment shown in the drawing and described in more detail below. They show: Fig. 1 is a side view of a suspension device, the aircraft model assumes its normal level flight attitude, Fig. 2 is a view in Direction of flow on the circular arc support and its bearing elements.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel befindet sich die.erfindungsgeiäße Einrichtung zwischen der Düse 1 und dem Auffangdiffusor 2 eines Frei strahlwindkanals. Das Modellflugzeug 3 ist so angeordnet, daß es sich im zentralen, störungsarmen Strömungsfeld befindet. Es weist in seinem Inneren in bekannter Weise eine Mehrkomponentenwaage 4 auf, welche mit dem durch das Heck des Modellflugzeuges geführten Horizontal träger 5 verbunden ist. Die auf das Modell 3 wirkenden Kräfte werden über die nehrkomponentenwaage 4 auf den Horizontal träger übertragen, wobei die in der Waage gemessenen Werte beispielsweise über eine Telemetrieanlage auagewertet werden können.In the illustrated embodiment, there is the invention Device between the nozzle 1 and the collecting diffuser 2 of a free jet wind tunnel. The model airplane 3 is arranged so that it is in the central, low-noise Flow field is located. It has a multi-component balance in its interior in a known manner 4, which with the horizontal beam guided through the tail of the model airplane 5 is connected. The forces acting on model 3 are measured by the multi-component scale 4 transferred to the horizontal beam, with the values measured in the balance can be evaluated, for example, via a telemetry system.

Der Horizontalträger ist mit seinem stromabwärtigen Ende an einem Kreisbogenträger 6 befestigt, welcher über einen an seinem unteren Ende angeordneten Wagen 7 im Tragrahmen 8 beweglich gelagert ist. Die Rollen 9 des Wagens 7 laufen in kreisbogenförmigen Schienen 10. Um eine spielfreie Lagerung des Wagens 7 sowie eine gleichmäßige Belastung aller Rollen in den Schienen 10 zu gewährleisten, sind die Rollen in bekannter Weise justierbar, wie nicht näher dargestellt wurde. Für die seitliche Führung sind justierbare Seitenführungsrollen 11 vorgesehen, wie in Fig. 1 angddeutet ist.The horizontal beam is at its downstream end on one Circular arc support 6 attached, which is arranged on a at its lower end Car 7 is movably mounted in the support frame 8. The rollers 9 of the carriage 7 run in circular arc-shaped rails 10. To ensure a backlash-free storage of the carriage 7 and to ensure an even load of all rollers in the rails 10 are the rollers can be adjusted in a known manner, as has not been shown in detail. For the lateral guide, adjustable lateral guide rollers 11 are provided, as in FIG Fig. 1 is indicated.

Zum Antrieb des Wagens dient im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein an sich bekannter Spindelantrieb, der aus einem im Tragrahmen 8 schwenkbar gelagerten elektrischen Stellmotor 12, einer Spindel 13 sowie einer im Wagen 7 schwenkbar gelagerten, nicht näher dargestellten Spindelautter besteht. Bei Betätigung des Stellmotors 12 wird der Wagen je nach Drehrichtung der Spindel nach rechts oder links bewegt, wobei der Anstellwinkel des Flugzeugmodells vergrßert bzw. verkleinert wird. Da die Bewegung des Wagens 7 sowie der damit e eine Drehbewegung um den Schwerpunkt 14 des Modellflugzeuges dargestellt, wird dieses nicht aus seiner Position versetzt, sondern lediglich an Ort und Stelle gedreht.In the present embodiment, a known spindle drive is used to drive the carriage, which consists of an electric servomotor 12 pivotably mounted in the support frame 8, a spindle 13 and a spindle actuator not shown in detail, pivotably mounted in the carriage 7. When the servomotor 12 is actuated, the carriage is moved to the right or left, depending on the direction of rotation of the spindle, the angle of attack of the aircraft model being increased or decreased. Since the movement of the carriage 7 as well as the with it e one Rotary movement around the center of gravity 14 of the model airplane is shown, this is not displaced from its position, but only rotated in place.

Zur Abbremsung des Motors ist beispielsweise eine elektrisch betätigte Backenbremse vorgesehen, welche direkt auf die Motorwelle wirkt. Zur exakten Fixierung dient weiterhin eine pneumatisch betätigte, im Wagen eingebaute Zangenbremse 15, welche an einer am Tragrahmen 8 fest angebrachten Bremsscheibe 16 angreift.For example, an electrically operated one is used to brake the motor Shoe brake provided, which acts directly on the motor shaft. For exact fixation A pneumatically operated caliper brake 15 built into the carriage is also used, which engages a brake disk 16 firmly attached to the support frame 8.

Der Tragrahmen ist um eine senkrechte Achse 17, welche durch den Schwerpunkt des Flugzeugmodells geht, drehbar auf dem Untergestell 21 gelagert.The support frame is around a vertical axis 17 which passes through the center of gravity of the aircraft model goes, rotatably mounted on the underframe 21.

Der Antrieb erfolgt in an sich bekannter Weise durch einen elektrischen Stellmotor 18, welcher, gegebenenfalls über Zwischengetriebe, auf einen mit dem Tragrahmen verbundenen Drehkranz wirkt. Als Bremsen sind wiederum eine direkt auf die Steilmotorwelle wirkende, elektrisch betätigte Backenbremse sowie eine zusätzliche, pneumatisch betätigte Zangenbremse 19 vorgesehen, welche auf eine Bremsscheibe 20 wirkt. Die pneumatischen Bremsen dienen vorwiegend als Haltebremsen nach Einstellung des Modells.The drive takes place in a manner known per se by an electrical one Servomotor 18, which, if necessary via an intermediate gear, on one with the The slewing ring connected to the supporting frame acts. The brakes are in turn directly on the steep motor shaft acting, electrically operated shoe brake as well as an additional, pneumatically operated caliper brake 19 is provided, which acts on a brake disk 20 works. The pneumatic brakes are mainly used as holding brakes after setting of the model.

Sie absorbieren eventuell vorhandenes Getriebe- oder Lagerspiel und sind sußerdem als Notbremsen bei Ausfall der elektrischen Bremsen vorgesehen.They absorb any gear or bearing play and are also intended as emergency brakes in the event of failure of the electrical brakes.

Das Untergestell 21 steht mit höhenverstellbaren Fdßen 22 (Fig. 2) auf Schienen 23, die in den Fundamenten 24 fest verankert sind. Die gesamte Einrichtung kann auf den Schienen 23 quer zur Strömungsrichtung verschoben werden.The underframe 21 stands with height-adjustable feet 22 (Fig. 2) on rails 23 which are firmly anchored in the foundations 24. The whole Facility can be moved on the rails 23 transversely to the direction of flow.

Zur Simulierung von aus dem Flugzeugmodell austretenden Triebverksstrahlen sind mehrere Zuführungsleitungen 25 vorgesehen, welche ein Druckgas, beispielsweise Luft, von einer nicht dargestellten Druckgasquelle durch den hohl gebohrten Horizontalträger 5 dem Inneren des Modells zuführt, wo sie auf die verschiedenen Auslässe 26, 27 verteilt wird.For the simulation of the jet engine emerging from the aircraft model several supply lines 25 are provided, which a compressed gas, for example Air, from a pressurized gas source, not shown, through the hollow horizontal support 5 to the interior of the model, where it is directed to the various outlets 26, 27 is distributed.

Um ein Hin- und Herpeitschen der Zuführungsleitung 25 in der Windkanalströmung zu verhindern, ist ein mit einer Feder 28 belasteter Haltearm 29 vorgesehen, welcher die Leitungen beim Verschieben des Wagens straff hält.About a lashing back and forth of the supply line 25 in the wind tunnel flow To prevent a spring 28 loaded holding arm 29 is provided which keeps the cables taut when moving the trolley.

Außerdem sind die Leitungen nochmals am Kreisbogenträger 6 bei 30 befestigt.In addition, the lines are again on the circular arc support 6 at 30 attached.

Der Ansteliwinkelbereich des Flugzeugmodells beträgt etwa + 200, wie in Fig. 1 durch die strichpunktierten Linien 17a, 17b angedeutet ist.The angle range of the aircraft model is about + 200, like is indicated in Fig. 1 by the dash-dotted lines 17a, 17b.

Claims

Claims 1. Device for the movable suspension of models, in particular model airplanes in a wind tunnel, the aircraft with his The rear is attached to a horizontal beam that is moveable around several axes is, which also serves to supply a compressed gas to the aircraft, thereby it is not noted that the horizontal support is on its facing away from the aircraft End with a circular arc support arranged in the vertical longitudinal plane of the aircraft is connected, the center of the arc of a circle approximately with the center of gravity of the aircraft coincides, and the pivotable about the arc center point and in any position lockable in a support frame = is, which in turn to one with the Aircraft vertical axis coincident axis rotatable and transverse to the direction of flow of the wind tunnel and in any position by locking devices known per se is detectable.

2. Device according to claim 1, dadurdh g e k e n n z e i c h n e t that the circular arc carrier (6) has a stomach (7) at its bearing-side end, which with its rollers (9) in circular arc-shaped, arranged in the support frame (8), Rails (10) running.

3. Device according to claims 1 and 2, characterized g e k e n n -z e i c h n e t that to drive the carriage (7) a pivotable on the support frame (8) attached servomotor (12) is used, which via mechanical power transmission means connected to the car.

4. Device according to claims 1 to 3, characterized g e k e n n -z e i c h n e t that an electric motor is used as a Stail motor, which via a Zur and pressure spindle (13) and a spindle nut pivotally mounted in the carriage Car drives.

5. Ring device according to claim 1, characterized in that g e k e n n z e i c h n e t that the support frame (8) is mounted on an underframe (21) via an axial bearing and from an electric motor via a gearbox and one connected to the support frame Slewing ring is driven.

6. Device according to claims 1 and 5, characterized g e k e n n -z e i c h n e t that the underframe (21) with four adjustable sweetnesses (22) two rails (23) running transversely to the direction of flow of the wind tunnel and can be moved and locked on this in a known manner.

7. Device according to claims 1 to 4, characterized g e k e n n -z e i c h n e t that as a locking device for the car in the support frame pneumatically operated, built-in caliper brake (15) is used, which is attached to a engages the brake disc (16) arranged in the support frame.

8. Rinrichtung nach'den claims 1 and 5, characterized g e k e n n -z e i c h n e t that as a locking device for the support frame (8) on the underframe (21) an electrically operated jaw brake is used, which the servomotor (18) itself decelerates.

9. Device according to claims 1 and 8, g e k e n n z e i c h -n e t by an additional, pneumatically operated caliper brake (19), which on the underframe (21) is arranged and on a brake disc connected to the turntable (20) works.

10. Device according to claim 1, characterized in that it is e k e n n z e i c h n e t that the horizontal support (5) is hollow and that on its remote from the aircraft model The end of flexible, pressure-resistant lines (25) open out, which are connected to a pressurized gas source are connectable.

11. Device according to claims 1 and 10, thereby g e k e n n -z e i c h n e t that brackets (29, 30) - are provided through which the lines (25) are kept in the air stream.

12. Device according to claim 1 and 2, characterized in that g e k e n n z e i c h -n e t that the rollers (9) of the carriage are adjustable and that additionally adjustable Lateral guide rollers (19) are provided, which are reciprocal running tracks Support in the support frame. L e r s e i t e