RU2144657C1

RU2144657C1 - Aerodynamic exciter of vibration of aircraft wing

Info

Publication number: RU2144657C1
Application number: RU96102400A
Authority: RU
Inventors: Б.В. Морогов
Original assignee: Летно-исследовательский институт им.М.М.Громова
Priority date: 1996-02-08
Filing date: 1996-02-08
Publication date: 2000-01-20

Abstract

FIELD: determination of dynamic characteristics of members of structure. SUBSTANCE: invention is related to devices exciting elastic vibrations in structures. Aerodynamic vibrations of aircraft wing are excited with the aid of aerodynamic exciter that includes rotary aerodynamic surface located on wing tip with electric motor drives of this surface manufactured in the form of two-bladed propeller. Blades with specified blade angle are placed in parallel one to another, propeller axis is situated between blades and is directed along chords of aircraft wing. Focus of blades matches flexural axis of aircraft wing. EFFECT: increased test efficiency. 2 dwg

Description

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к устройствам возбуждения упругих колебаний конструкции, и может быть использовано, например, в авиации при определении динамических характеристик элементов конструкции планера летательного аппарата (ЛА). The invention relates to test equipment, namely, devices for the excitation of elastic vibrations of a structure, and can be used, for example, in aviation when determining the dynamic characteristics of structural elements of an airframe of an aircraft (LA).

Предлагаемое устройство предназначено для повышения эффективности летных частотных испытаний. При проведении подобных испытаний в качестве тестового воздействия используют обычно гармоническое возбуждение со сканируемой частотой. Известны устройства возбуждения упругих колебаний ЛА синусоидальным сигналом, использующие в своем составе в большинстве случаев электродинамические и аэродинамические силовозбудители [1] . Аэродинамические силовозбудители имеют более высокие удельные показатели. The proposed device is designed to increase the efficiency of flight frequency tests. When conducting such tests, harmonic excitation with a scanned frequency is usually used as a test action. Known devices for the excitation of elastic oscillations of aircraft by a sinusoidal signal, using in its composition in most cases electrodynamic and aerodynamic force exciters [1]. Aerodynamic force activators have higher specific indicators.

Существенным недостатком используемых ныне аэродинамических силовозбудителей является наличие гидравлического привода. Особенная трудность возникает с монтажом гидросистемы, в частности, с прокладкой гидромагистрали вдоль плоскости крыла. Кроме того, в системах аэродинамического возбуждения используют специальные устройства формирования тестового сигнала - генераторы синусоидального сигнала, которые представляют собой сложные электронные устройства. A significant drawback of the currently used aerodynamic exciters is the presence of a hydraulic drive. A particular difficulty arises with the installation of the hydraulic system, in particular, with the laying of a hydraulic highway along the wing plane. In addition, in systems of aerodynamic excitation, special devices for generating a test signal are used - sinusoidal signal generators, which are complex electronic devices.

Известен аэродинамический силовозбудитель, консольно расположенный на законцовке крыла [2], содержащий гидравлический привод, генератор синусоидальных сигналов и расположенную на оси привода (рулевого агрегата) вращающуюся аэродинамическую поверхность ВАП в виде небольшого крылышка. Known aerodynamic force exciter, cantilevered at the wingtip [2], containing a hydraulic drive, a sinusoidal signal generator and located on the axis of the drive (steering unit) rotating aerodynamic surface of the VAP in the form of a small wing.

Наиболее близким по технической сущности является аэродинамической возбудитель вибрации крыла самолета, содержащий вращающуюся аэродинамическую поверхность, установленную на конце крыла, выполненную в виде двухлопастного воздушного винта и снабженную электроприводом [3]. The closest in technical essence is the aerodynamic pathogen of vibration of the wing of the aircraft, containing a rotating aerodynamic surface mounted on the end of the wing, made in the form of a two-bladed propeller and equipped with an electric drive [3].

Недостатком устройства является то, что возбудитель мало эффективен для создания изгибных колебаний, кроме того периодическое изменение положения точки приложения сил от лопастей аэродинамического возбудителя вибрации крыла вызывает крутильные колебания крыла. The disadvantage of this device is that the pathogen is not very effective for creating bending vibrations, in addition, a periodic change in the position of the point of application of forces from the blades of the aerodynamic pathogen of wing vibration causes torsional oscillations of the wing.

Указанные недостатки снижают эффективность аэродинамического возбудителя вибрации и его функциональную надежность. These disadvantages reduce the effectiveness of the aerodynamic pathogen vibration and its functional reliability.

Предлагаемое изобретение позволяет повысить эффективность и функциональную надежность при возбуждении вибрации крыла самолета. The present invention improves the efficiency and functional reliability upon excitation of vibration of an airplane wing.

Для этого аэродинамический возбудитель вибрации крыла самолета, содержащий вращающуюся аэродинамическую поверхность, установленную на конце крыла, и электропривод этой поверхности, выполнен в виде двухлопастного винта, лопасти которого с заданным установочным углом атаки закреплены параллельно друг к другу, ось винта расположена между двумя лопастями, направлена вдоль хорд крыла самолета, при этом фокус аэродинамических лопастей совмещен с осью жесткости крыла самолета. For this, the aerodynamic exciter of vibration of the wing of the aircraft, containing a rotating aerodynamic surface mounted on the end of the wing and the electric drive of this surface, is made in the form of a two-bladed screw, the blades of which are fixed parallel to each other with a given installation angle of attack, the axis of the screw is located between the two blades, directed along the chords of the wing of the aircraft, while the focus of the aerodynamic blades is combined with the axis of rigidity of the wing of the aircraft.

Эффективность повышается за счет увеличения величины подъемной силы вдвое (при отсутствии динамического дисбаланса). Поскольку точка приложения подъемной силы такого аэродинамического возбудителя в процессе возбуждения не претерпевают изменения, то при возбуждении изгибных колебаний крутильные колебания отсутствуют (при условии расположения его на оси жесткости крыла). Efficiency is increased by doubling the amount of lifting force (in the absence of dynamic imbalance). Since the point of application of the lifting force of such an aerodynamic pathogen does not undergo changes during the excitation process, torsional vibrations are absent upon excitation of bending vibrations (provided that it is located on the wing stiffness axis).

Устройство представлено на фиг. 1, 2. The device is shown in FIG. 12.

На фиг. 1 изображен аэродинамический возбудитель, на фиг. 2 изображен аэродинамический возбудитель на крыле самолета, установленный для проведения испытаний. In FIG. 1 shows an aerodynamic pathogen; FIG. 2 shows an aerodynamic driver on an airplane wing installed for testing.

Как показано на фиг. 1, 2 устройство содержит лопасти вращающейся аэродинамической поверхности 1, установленных параллельно друг другу, выполненные в виде двухлопасного воздушного винта с электроприводом 2, размещенные на конце крыла 3, лопасти спарены, установлены под заданным углом атаки, ось винта 4 расположена между двумя лопастями и направлена вдоль хорд крыла самолета, при этом фокус аэродинамических лопастей совмещен с осью жесткости 5 крыла самолета. Аэродинамический возбудитель вибрации крыла самолета работает следующим образом. As shown in FIG. 1, 2, the device contains blades of a rotating aerodynamic surface 1 mounted parallel to each other, made in the form of a two-hazard electric propeller 2, located on the end of the wing 3, the blades are paired, installed at a given angle of attack, the axis of the screw 4 is located between the two blades and is directed along the chords of the wing of the aircraft, while the focus of the aerodynamic blades is combined with the axis of rigidity 5 of the wing of the aircraft. The aerodynamic pathogen of vibration of an airplane wing operates as follows.

Приводной электродвигатель приводит во вращение воздушный винт, который преобразует вращательное движение в подъемную силу, пропорциональную углу атаки и скоростному напору. Эта сила через электродвигатель передается на конструкцию ЛА, вызывая колебания последней по гармоническому закону. The drive electric motor drives the propeller, which converts the rotational motion into a lifting force proportional to the angle of attack and pressure head. This force is transmitted through the electric motor to the aircraft structure, causing the latter to oscillate according to a harmonic law.

Источник информации
1. М. Д. Клячко, Е.В. Арнаутов. Летные прочностные испытания. Динамические нагрузки. М.: Машиностроение, 1984 г.Sourse of information
1. M. D. Klyachko, E.V. Arnautov. Flight strength tests. Dynamic loads. M .: Engineering, 1984

2. Техническая информация. N 6, 1988 г. ЦАГИ. 2. Technical information. N 6, 1988 TsAGI.

3. Прототип Заявка N 93013734, 17.03.93 г. 3. Prototype Application N 93013734, 03/17/93.

Claims

The aerodynamic exciter of vibration of the wing of the aircraft, containing a rotating aerodynamic surface made in the form of a two-bladed propeller with an electric drive mounted on the end of the wing, characterized in that the blades are mounted at a given angle of attack parallel to each other, the axis of the screw is located between them and directed along the chord of the wing, the focus of the rotor blades is aligned with the axis of rigidity of the wing of the aircraft.