RU179254U1

RU179254U1 - Electromechanical stand

Info

Publication number: RU179254U1
Application number: RU2017138782U
Authority: RU
Inventors: Владимир Георгиевич Марков; Сергей Викторович Свергун; Тамара Ивановна Трифонова; Дмитрий Валерьевич Шуховцов
Priority date: 2017-11-08
Filing date: 2017-11-08
Publication date: 2018-05-07

Abstract

Полезная модель относится к экспериментальной аэродинамике летательных аппаратов и может быть использована при статических и динамических испытаниях моделей летательных аппаратов в аэродинамических трубах малых дозвуковых скоростей. Электромеханический стенд предназначен для изучения аэродинамических характеристик объектов, осуществляющих движение по различным законам динамики, включающее визуализацию картины пространственного обтекания их несущих поверхностей одновременно с весовыми измерениями аэродинамических нагрузок. Стенд включает в себя устройство крепления Г-образной рамы к электрической платформе, которое фиксируется на верхней платформе фланцем с ребрами жесткости. Различные виды движения модели объекта по запрограммированному закону движения с заданной амплитудой (≤15 град) и частоте (до 1.5 Гц) обеспечиваются шестью электроприводами и управляющим компьютером, расположенным на нижней платформе стенда. Размещение модели объекта на Г-образной раме в вертикальной плоскости позволяет исследовать аэродинамику объекта при различных углах атаки (≤120 град) за счет размещения стенда на поворотном круге аэродинамической трубы. Углы крена или скольжения обеспечиваются поворотом платформы в пределах ≤20 град. Преимуществом предлагаемого стенда относительно существующих динамических установок является возможность исследования на нем аэродинамических характеристик объектов при сложном движении с несколькими степенями свободы. 2 з.п. ф-лы; 2 ил.The utility model relates to experimental aerodynamics of aircraft and can be used in static and dynamic tests of models of aircraft in wind tunnels of low subsonic speeds. An electromechanical bench is designed to study the aerodynamic characteristics of objects that carry out movement according to various laws of dynamics, including visualizing the spatial flow pattern of their bearing surfaces simultaneously with weight measurements of aerodynamic loads. The stand includes a device for attaching the L-shaped frame to the electric platform, which is fixed on the upper platform with a flange with stiffeners. Various types of movement of the object model according to the programmed law of movement with a given amplitude (≤15 deg) and frequency (up to 1.5 Hz) are provided by six electric drives and a control computer located on the lower platform of the stand. Placing an object model on a L-shaped frame in a vertical plane allows you to study the aerodynamics of the object at different angles of attack (≤120 degrees) by placing the stand on the turntable of a wind tunnel. Angles of heel or slip are provided by turning the platform within ≤20 deg. The advantage of the proposed stand relative to the existing dynamic installations is the possibility of studying on it the aerodynamic characteristics of objects during complex movement with several degrees of freedom. 2 s.p. f-ly; 2 ill.

Description

Полезная модель относится к экспериментальной аэродинамике летательных аппаратов.The utility model relates to experimental aerodynamics of aircraft.

Известно устройство Немецкого аэрокосмического центра (DLR) для экспериментального определения нестационарных аэродинамических характеристик транспортного самолета, реализующее классический подход к модели, выполняющее вынужденные синусоидальные колебания в трех формах: вращение вокруг продольной оси, вращение относительно поперечной оси (тангаж), вращение относительно вертикальной оси (рыскание).A device of the German Aerospace Center (DLR) is known for experimental determination of the unsteady aerodynamic characteristics of a transport aircraft, which implements the classical approach to the model, which performs forced sinusoidal oscillations in three forms: rotation around the longitudinal axis, rotation about the transverse axis (pitch), rotation about the vertical axis (yaw) )

Устройство-аналог для экспериментального определения нестационарных аэродинамических характеристик с применением данного метода содержит испытуемую модель летательного аппарата, оборудованную измерителем аэродинамических сил и моментов, содержит державку колеблющейся модели (OMS). Это гидравлическая поступательно движущаяся платформа (платформа Стюарта) с 6-ью степенями свободы для осуществления колебательных движений при рыскании, при подъеме и боковых колебаний. Дополнительный гидравлический возбудитель (activator), который располагается на платформе Стюарта, используется для возбуждения колебаний по тангажу и по вращению около продольной оси (фиг. 1 Приложения). Модельная державка с 6-ю степенями свободы включает шесть подпорок постоянной длины, которые шарнирно связаны с 6-ью электромоторами. Эти электромоторы движутся по рельсам, расположенным над рабочей частью. Для управления державкой используются легкодоступные аппаратные средства ЭВМ в сочетании с подходящим программированием. При наличии большой амплитуды (до ±10° по тангажу) и высокой частоте колебаний (до ƒ₀=3 Гц) механизм хорошо приспособлен к динамическим испытаниям в аэродинамической трубе. Движущаяся часть механизма, связанная с моделью специальными державками, перемещается по поступательным и трем вращательным степеням свободы. (Andreas Rene

"Experimental and numerical investigations of unsteady aerodynamic derivatives for transport aircraft configurations" German Aerospace Center (DLR). Institute of Aerodynamics and Flow Technology. Lilienthalplatz 7, 38108, Braunschweig, Germany. Email: Andreas.Huebner@drl.de) (перевод: Андреас-Рене Хюбнер «Экспериментальные и численные исследования нестационарных аэродинамических характеристик для некоторых конфигураций транспортного самолета» Немецкий аэрокосмический центр (DLR) авиационно-технологического института. Lilienthalplatz 7, 38108, Брауншвейг, Германия).An analog device for the experimental determination of unsteady aerodynamic characteristics using this method contains a test model of an aircraft equipped with an aerodynamic force and moment meter, and contains an oscillating model holder (OMS). This is a hydraulic progressively moving platform (Stuart platform) with 6 degrees of freedom for oscillatory movements when yawing, during lifting and lateral vibrations. An additional hydraulic activator, which is located on the Stuart platform, is used to excite oscillations along the pitch and rotation around the longitudinal axis (Fig. 1 of the Appendix). A model holder with 6 degrees of freedom includes six supports of constant length, which are pivotally connected to 6 electric motors. These electric motors move along rails located above the working part. Easily accessible computer hardware is used to control the toolholder in combination with suitable programming. In the presence of a large amplitude (up to ± 10 ° in pitch) and a high oscillation frequency (up to ƒ ₀ = 3 Hz), the mechanism is well adapted to dynamic tests in a wind tunnel. The moving part of the mechanism associated with the model with special holders moves along the translational and three rotational degrees of freedom. (Andreas Rene

"Experimental and numerical investigations of unsteady aerodynamic derivatives for transport aircraft configurations" German Aerospace Center (DLR). Institute of Aerodynamics and Flow Technology. Lilienthalplatz 7, 38108, Braunschweig, Germany. Email: Andreas.Huebner@drl.de) (translation: Andreas-Rene Hübner “Experimental and numerical studies of non-stationary aerodynamic characteristics for some configurations of a transport aircraft” German Aerospace Center (DLR) Aviation Institute of Technology. Lilienthalplatz 7, 38108, Braunschweig, Germany )

Недостаток у устройства-аналога заключается в том, что для создания колебательных движений модели самолета необходимо использование гидравлического возбудителя (активатора) (Андреас-Рене Хюбнер « Экспериментальные и численные исследования нестационарных аэродинамических характеристик для некоторых конфигураций транспортного самолета» Немецкий аэрокосмический центр (DLR) авиационно-технологического института. Lilienthalplatz 7, 38108, Брауншвейг, Германия, Email: Andreas.Huebner@drl.de).The disadvantage of an analog device is that to create oscillatory movements of an airplane model, it is necessary to use a hydraulic exciter (activator) (Andreas-Rene Hübner “Experimental and numerical studies of unsteady aerodynamic characteristics for some configurations of a transport aircraft” German Aerospace Center (DLR) aviation Institute of Technology, Lilienthalplatz 7, 38108, Braunschweig, Germany, Email: Andreas.Huebner@drl.de).

Известно также устройство для определения вращательных и нестационарных производных с помощью реализации способа определения раздельных вращательных и нестационарных производных коэффициентов продольных аэродинамических сил и моментов методом вынужденных колебаний, заключающегося в обеспечении совместных гармонических поступательных и угловых колебаний модели в потоке аэродинамической трубы, содержащее узел крепления модели на верхнем конце вертикального вала, снабженного измерителем продольных сил и моментов, действующих на испытуемую модель, механизм поступательных вертикальных колебаний модели, включающий двигатель и преобразователь вращения вала в поступательные колебания вертикального вала, датчик вертикальных перемещений модели, механизм угловых колебаний модели, узел крепления модели на верхнем конце вертикального вала выполнен в виде осевого шарнира с возможностью колебаний модели по углу тангажа. Устройство преобразования вращения вала двигателя в поступательные колебания вертикального вала выполнено в виде синусного механизма, кривошип которого имеет регулируемый радиус R, механизм поступательных вертикальных колебаний модели соединен с механизмом угловых колебаний модели, содержащим синусный механизм, кривошип которого жестко закреплен на шипе кривошипа механизма поступательных колебаний модели, а ось шипа параллельна оси шипа кривошипа механизма поступательных колебаний смещена по нормали к радиусу R кривошипа этого механизма на заданное расстояние е. С кулисой механизма угловых колебаний соединена вертикальная раздвижная штанга, верхний конец которой выполнен в виде зубчатой рейки, соприкасающейся с шарнирно закрепленным на вертикальном валу рычагом, один конец которого с помощью стержня, оборудованного измерителем осевой силы стержня, шарнирно соединен с моделью, а другой выполнен в виде зубчатого сектора, входящего в зацепление с зубчатой рейкой, нижний конец которой соединен с дистанционно управляемым электроприводом (патент №2358254 «Способ определения вращательных и нестационарных производных коэффициентов продольных аэродинамических сил и моментов методом вынужденных колебаний и устройство для его реализации», авторы Колин И.В., Марков В.Г., Лацоев К.Ф., Святодух В.К., Трифонова Т.И., Шуховцов Д.В.). Общий вид основных узлов установки показан на фиг. 2 Приложения.A device is also known for determining rotational and non-stationary derivatives using the method for determining separate rotational and non-stationary derivatives of the coefficients of longitudinal aerodynamic forces and moments by the method of forced vibrations, which consists in providing joint harmonic translational and angular oscillations of the model in the flow of a wind tunnel, containing the model mount on the upper the end of a vertical shaft equipped with a meter of longitudinal forces and moments acting on the model being tested, the translational vertical oscillation mechanism of the model, including the motor and the shaft rotation transducer to the translational vibrations of the vertical shaft, the model’s vertical displacement sensor, the model’s angular oscillation mechanism, the model mount on the upper end of the vertical shaft is made in the form of an axial hinge with the possibility of oscillation of the model in angle pitch. The device for converting the rotation of the motor shaft into translational vibrations of the vertical shaft is made in the form of a sine mechanism, the crank of which has an adjustable radius R, the translational vertical oscillation mechanism of the model is connected to the angular oscillation mechanism of the model containing a sine mechanism, the crank of which is rigidly fixed to the crank of the translational oscillation mechanism and the axis of the tenon is parallel to the axis of the tenon of the crank of the translational oscillation mechanism is shifted normal to the radius R of the crank of this anism at a predetermined distance e. A vertical sliding rod is connected to the backstage of the angular vibration mechanism, the upper end of which is made in the form of a gear rack in contact with a lever pivotally mounted on a vertical shaft, one end of which is pivotally connected to a rod equipped with an axial force meter model, and the other is made in the form of a gear sector engaged with a gear rack, the lower end of which is connected to a remotely controlled electric drive (patent No. 2358254 "Method method of rotational and non-stationary derivatives of the coefficients of longitudinal aerodynamic forces and moments by the method of forced oscillations and a device for its implementation ", authors Kolin IV, Markov VG, Latsoev KF, Svyatodukh VK, Trifonova T.I. ., Shukhovtsov D.V.). A general view of the main assembly units is shown in FIG. 2 Applications.

Недостатком этого устройства является ограниченность по углу атаки (<±20°) определения раздельных значений вращательных и нестационарных производных коэффициентов продольных аэродинамических сил и моментов, что приводит к затруднению исследований задач динамики полета на критических режимах, особенно для маневренных самолетов (И.В. Колин, К.Ф. Лацоев, В.Г. Марков, В.К. Святодух, Т.И. Трифонова, Д.В. Шуховцов «Исследование вращательной и нестационарной производных момента тангажа модели самолета на установке двухстепенных вынужденных колебаний», журнал «Ученые записки ЦАГИ», 2013. т. XLIV, №4, с. 44-53, сс. 50).The disadvantage of this device is the limited angle of attack (<± 20 °) in determining the separate values of the rotational and non-stationary derivatives of the coefficients of longitudinal aerodynamic forces and moments, which leads to difficulties in studying the problems of flight dynamics in critical modes, especially for maneuverable aircraft (I.V. Kolin , KF Latsoev, VG Markov, VK Svyatodukh, TI Trifonova, DV Shukhovtsov “Investigation of the rotational and non-stationary derivatives of the pitch moment of the airplane model pitch on the installation of two-stage forced wheels REPRESENTATIONS "magazine" TsAGI Scientific Notes ", 2013 m. XLIV, №4, pp. 44-53, pp. 50).

За прототип принято устройство для определения комплексов вращательных и нестационарных производных (электромеханический стенд), реализующее одностепенное колебательное движение модели относительно одной из трех связанных с моделью осей координат, состоящее из державки (горизонтального вала) для крепления моделей летательных аппаратов, динамометра (в составе внутримодельного подшипникового узла) для измерения аэродинамических сил и моментов, Г-образной рамы с верхним и нижним подшипниковыми узлами, двигателя, устройства для преобразования вращения вала двигателя в поступательные колебания вертикальной штанги, механизма угловых колебаний модели, содержащее синусный механизм и вертикальную штангу (патент №2441214 «Устройство для экспериментального определения комплексов вращательных и нестационарных производных», авторы Колин И.В., Марков В.Г., Лацоев К.Ф., Святодух В.К., Трифонова Т.И.). В данном устройстве для задания колебания по рысканию в устройстве преобразования вращения вала двигателя в поступательные колебания вертикальной штанги использовался рычаг, соединенный с вертикальной штангой и державкой (фиг. 3, а Приложения); при создании колебания по крену в устройстве преобразования вращения вала двигателя в поступательные колебания вертикальной штанги применялась качалка, контактирующая с Г-образной рамой, соединенной с устройством крепления верхней части модели к державке (фиг. 3, б Приложения); в случае реализации колебаний по тангажу в устройстве преобразования вращения вала двигателя в поступательные колебания вертикальной штанги использовалась горизонтальная штанга, соединенная с Г-образной рамой и механизмом угловых колебаний модели (фиг. 3, в Приложения) (патент №2441214 «Устройство для экспериментального определения комплексов вращательных и нестационарных производных», авторы Колин И.В., Марков В.Г., Лацоев К.Ф., Святодух В.К., Трифонова Т.И.). Размещение устройства на поворотном круге в рабочей части аэродинамической трубы позволяет проводить исследования нестационарных аэродинамических характеристик модели самолета и комплексов их производных в широком диапазоне углов атаки ≤±120°. Крепление модели со спины на данном устройстве позволяет определить аэродинамические нагрузки, действующие на модель самолета при различных углах скольжения (≤±20°).The prototype is a device for determining complexes of rotational and non-stationary derivatives (electromechanical stand), which implements a single-stage oscillatory motion of the model relative to one of the three coordinate axes, consisting of a holder (horizontal shaft) for attaching aircraft models, a dynamometer (as part of an internal model bearing node) for measuring aerodynamic forces and moments, L-shaped frame with upper and lower bearing units, engine, device for conversion method of rotation of the motor shaft into translational vibrations of a vertical rod, a model angular oscillation mechanism containing a sine mechanism and a vertical rod (Patent No. 2441214 "Device for the experimental determination of complexes of rotational and non-stationary derivatives", authors Kolin IV, Markov VG, Latsoev K.F., Svyatoduh V.K., Trifonova T.I.). In this device, to set the yaw vibration in the device for converting the rotation of the motor shaft into translational vibrations of the vertical rod, a lever connected to the vertical rod and the holder was used (Fig. 3, a of the Appendix); when creating roll oscillations in the device for converting the rotation of the engine shaft into translational vibrations of the vertical rod, a rocker was used, which was in contact with the L-shaped frame connected to the device for attaching the upper part of the model to the holder (Fig. 3, b of the Appendix); in the case of pitch oscillations in the device for converting the rotation of the engine shaft into translational vibrations of the vertical rod, a horizontal rod was used, connected to the L-shaped frame and the model’s angular oscillation mechanism (Fig. 3, in the Appendix) (Patent No. 2441214 “Device for the experimental determination of complexes rotational and non-stationary derivatives ”, authors Kolin IV, Markov VG, Latsoev KF, Svyatodukh VK, Trifonova TI). Placing the device on a turntable in the working part of a wind tunnel allows studying the non-stationary aerodynamic characteristics of an airplane model and complexes of their derivatives in a wide range of angles of attack ≤ ± 120 °. Mounting the model from the back on this device allows you to determine the aerodynamic loads acting on the model of the aircraft at different slip angles (≤ ± 20 °).

Недостатком устройства-прототипа является невозможность получения раздельных вращательной и нестационарной производных сил и моментов, пропорциональных угловым скоростям и скоростям изменения углов атаки и скольжения. Для этого необходимо для каждой компоновки самолета и каждого значения угла атаки проведение экспериментов, по крайней мере, двух типов на различных экспериментальных установках, что является весьма трудоемкой операцией (Г.С. Бюшгенс, Р.В. Студнев «Аэродинамика самолета. Динамика продольного и бокового движения», М.: Машиностроение, 1979. с. 349, сс. 33).The disadvantage of the prototype device is the impossibility of obtaining separate rotational and unsteady derivatives of forces and moments proportional to the angular velocities and rates of change of the angles of attack and slip. For this, it is necessary to conduct at least two types of experiments for each aircraft layout and each angle of attack, which is a very time-consuming operation (G.S.Bushgen, R.V. Studnev “Aerodynamics of an airplane. Dynamics of longitudinal and lateral movement ", M .: Mechanical Engineering, 1979. S. 349, S. 33).

Кроме того, приведенные устройство для определения раздельных вращательных и нестационарных производных и устройство-прототип являются трудоемкими при проведении динамических экспериментальных исследований из-за наличия большого количества механических узлов и деталей для обеспечения различных видов движения модели с одной или двумя степенями свободы.In addition, the above device for determining separate rotational and non-stationary derivatives and a prototype device are time-consuming when conducting dynamic experimental studies due to the presence of a large number of mechanical units and parts to provide various types of movement of the model with one or two degrees of freedom.

Техническим результатом является расширение функциональных возможностей устройства за счет реализации различных видов движения модели многостепенным электромеханическим стендом для изучения аэродинамических характеристик объектов в аэродинамических трубах.The technical result is to expand the functionality of the device due to the implementation of various types of model movements with a multi-stage electromechanical stand for studying the aerodynamic characteristics of objects in wind tunnels.

Технический результат достигается тем, что электромеханический стенд, включающий внутримодельный узел с динамометром, горизонтальный вал, Г-образную раму с верхним и нижним подшипниковыми узлами, содержит электрическую платформу с верхним и нижним основаниями, с электроприводами, блоком управления и питания электроприводами, соединенную с Г-образной рамой посредством узла крепления. Электрическая платформа имеет шесть степеней свободы. Узел крепления Г-образной рамы к электрической платформе содержит фланец со стаканом для крепления Г-образной рамы к верхнему основанию электрической платформы, набор болтов, хомут и кронштейн для увеличения жесткости крепления Г-образной рамы к верхнему основанию платформы.The technical result is achieved by the fact that the electromechanical stand, including an intramodel assembly with a dynamometer, a horizontal shaft, an L-shaped frame with upper and lower bearing assemblies, contains an electric platform with upper and lower bases, with electric drives, a control and power unit for electric drives connected to G -shaped frame through the mount. The electric platform has six degrees of freedom. The attachment point of the L-shaped frame to the electric platform contains a flange with a glass for attaching the L-shaped frame to the upper base of the electric platform, a set of bolts, a clamp and bracket to increase the rigidity of fastening the L-shaped frame to the upper base of the platform.

На фиг. 1 изображен электромеханический стенд с шестью степенями свободы для исследования нелинейных нестационарных аэродинамических характеристик методом вынужденных произвольных колебаний модели летательного аппарата.In FIG. Figure 1 shows an electromechanical bench with six degrees of freedom for studying nonlinear non-stationary aerodynamic characteristics by the method of forced arbitrary oscillations of an aircraft model.

На фиг. 2 приведены результаты испытаний модели летательного аппарата на электромеханическом стенде в рабочей части аэродинамической трубы.In FIG. 2 shows the results of testing a model of an aircraft on an electromechanical bench in the working part of a wind tunnel.

Как показано на фиг. 1, модель самолета 1 с помощью внутримодельного узла с динамометром 2 закреплена с одним концом горизонтального вала 3, другой конец которого вставлен в верхний подшипниковый узел Г-образной рамы 4, Г-образная рама 5 через нижний подшипниковый узел 6 соединена с узлом крепления Г-образной рамы с электрической платформой. Электрическая платформа имеет шесть степеней свободы. Узел крепления включает фланец 7, болты 8, стакан 9 в порядке их соединения: фланец 7 со стаканом 9 прикреплены болтами 8 к верхнему основанию платформы; в узел включены дополнительные элементы - болты 11, хомут 12 и кронштейн 13 для увеличения жесткости крепления Г-образной рамы к верхнему основанию платформы 10.As shown in FIG. 1, the model of the airplane 1 is fixed with one end of the horizontal shaft 3 using the intramodel assembly with a dynamometer 2, the other end of which is inserted into the upper bearing assembly of the L-shaped frame 4, the L-shaped frame 5 is connected to the fastening unit G- through the lower bearing assembly 6 shaped frame with an electric platform. The electric platform has six degrees of freedom. The mount includes a flange 7, bolts 8, a glass 9 in the order of their connection: the flange 7 with a glass 9 are bolted 8 to the upper base of the platform; additional elements are included in the assembly - bolts 11, a clamp 12 and an arm 13 to increase the rigidity of fastening the L-shaped frame to the upper base of the platform 10.

Электрическая платформа включает верхнее и нижнее основания, электроприводы, блок управления и питания электроприводами Подвижность электрической платформы осуществляется шестью электроприводами 14 с помощью блока управления и питания электроприводами 15, размещенных на нижнем основании платформы 16.The electric platform includes upper and lower bases, electric drives, a control unit and power supply for electric drives. The mobility of the electric platform is carried out by six electric drives 14 using a control unit and power supply for electric drives 15, located on the lower base of the platform 16.

Нижнее основание электрической платформы 10 закреплено на поворотном круге 17 аэродинамической трубы, оснащенным датчиком положения поворотного круга.The lower base of the electric platform 10 is mounted on the turntable 17 of the wind tunnel, equipped with a turntable position sensor.

В ходе проведения испытаний из сопла трубы 18 выходит поток 19 с ядром 20 в диффузор трубы 21. В ядре 20 потока находятся модель 1 с динамометром 2, горизонтальный вал 3, верхний подшипниковый узел Г-образной рамы 4, и верхняя часть Г-образной рамы 5.During testing, a stream 19 with a core 20 enters the pipe diffuser 21 from the nozzle of the pipe 18. In the core 20 of the stream are a model 1 with a dynamometer 2, a horizontal shaft 3, the upper bearing assembly of the L-shaped frame 4, and the upper part of the L-shaped frame 5.

Расположение модели самолета в вертикальной плоскости с помощью «Г-образной» рамы на электрической платформе с помощью разработанного узла крепления позволяет проводить исследования аэродинамики объектов в широком диапазоне углов атаки (α≤±120°) за счет их задания поворотным кругом аэродинамической трубы и расположения электрической платформы вне ядра потока трубы. Углы скольжения или крена задаются наклонами электрической платформы в пределах (β≤±20°), амплитуда угловых колебаний модели при максимально допустимой частоте колебаний 1.5 Гц не превышает 15°, поступательные перемещения модели варьируются перемещениями платформы в плоскостях OXY или OXZ в пределах ≤±0.12 м.The location of the aircraft model in the vertical plane using the “L-shaped” frame on the electric platform using the developed mount allows you to study the aerodynamics of objects in a wide range of angles of attack (α≤ ± 120 °) due to their assignment by the turntable of the wind tunnel and the location of the electric platforms outside the core of the pipe flow. Sliding or roll angles are set by the slopes of the electric platform within (β≤ ± 20 °), the amplitude of the model’s angular oscillations at the maximum permissible oscillation frequency of 1.5 Hz does not exceed 15 °, the translational movements of the model vary by the platform movements in OXY or OXZ planes within ≤ ± 0.12 m

Электромеханический стенд с шестью степенями свободы для исследования нелинейных нестационарных аэродинамических характеристик методом вынужденных произвольных колебаний модели летательного аппарата работает следующим образом.An electromechanical bench with six degrees of freedom for studying nonlinear non-stationary aerodynamic characteristics by the method of forced arbitrary oscillations of an aircraft model works as follows.

Перед началом работы электрическая платформа стенда устанавливается в нейтральное положение, при котором модель самолета 1 размещается в ядре 20 потока трубы 19. Управление положением модели производится в соответствии с принимаемыми сетевыми пакетами блоком управления и питания электроприводами 15, в которых задаются шесть координат положения платформы. Измерение аэродинамических нагрузок, действующих на модель 1 в ядре потока трубы 20, осуществляется динамометром, размещенным во внутримодельном узле 2 (фиг. 1), угол атаки измеряется датчиком положения, размещенным под поворотным кругом трубы.Before starting work, the electric platform of the stand is installed in a neutral position, in which the aircraft model 1 is located in the core 20 of the pipe flow 19. The position of the model is controlled in accordance with the received network packets by the control and supply unit of electric drives 15, in which six coordinates of the platform position are set. The measurement of aerodynamic loads acting on model 1 in the core of the pipe flow 20 is carried out by a dynamometer located in the intramodel assembly 2 (Fig. 1), the angle of attack is measured by a position sensor placed under the turntable of the pipe.

Изготовлен опытный образец электромеханического стенда, на котором были проведены испытания модели самолета в аэродинамической трубе. На фиг. 2 для примера приведены зависимости коэффициентов аэродинамических нагрузок от угла атаки модели самолета, измеренные динамометром при непрерывном движении поворотного круга в потоке трубы в диапазоне углов атаки (-6°≤α≤40°) при его увеличении (обозначенных стрелкой «→»), и уменьшении (стрелкой «←»).A prototype of an electromechanical bench was made, on which tests of an airplane model in a wind tunnel were carried out. In FIG. Figure 2 shows, for example, the dependences of the aerodynamic load coefficients on the angle of attack of an airplane model, measured by a dynamometer during continuous movement of the turntable in the pipe flow in the range of angles of attack (-6 ° ≤α≤40 °) with its increase (indicated by the arrow “→"), and decrease (arrow "←").

Преимуществом электромеханического стенда с шестью степенями свободы для исследования нелинейных нестационарных аэродинамических характеристик является расширение функциональных возможностей устройства, заключающееся в реализации произвольных законов движения модели с различными степенями свободы, и расширения диапазона углов атаки (скольжения), что важно для исследования задач динамики полета самолета.The advantage of an electromechanical bench with six degrees of freedom for studying non-linear non-stationary aerodynamic characteristics is the expansion of the device’s functionality, which consists in implementing arbitrary laws of model motion with different degrees of freedom, and expanding the range of angles of attack (slip), which is important for studying the problems of airplane flight dynamics.

Приложениеapplication

Приложениеapplication

Приложениеapplication

Claims

1. Electromechanical stand, including intramodel assembly with a dynamometer, horizontal shaft, L-shaped frame with upper and lower bearing units, characterized in that it further comprises an electric platform, including upper and lower bases, electric drives, control unit and power supply for electric drives, connected to L-shaped frame through the mount.

2. The electromechanical stand according to claim 1, characterized in that the electrical platform has six degrees of freedom.

3. The electromechanical stand according to claim 1 or 2, characterized in that the assembly site of the L-shaped frame to the electric platform contains a flange with a glass for attaching the L-shaped frame to the upper base of the electric platform, a set of bolts, a clamp and an arm to increase the rigidity of the mount L-shaped frame to the upper base of the platform.