一種用于演示機(jī)翼氣動(dòng)性能的實(shí)驗(yàn)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于空氣動(dòng)力學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種實(shí)驗(yàn)裝置，尤其是涉及一種用于演示機(jī)翼氣動(dòng)性能的實(shí)驗(yàn)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]空氣動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)，在氣動(dòng)力研究和飛行器氣動(dòng)設(shè)計(jì)中一直起著非常重要的作用。在飛機(jī)設(shè)計(jì)、制造過程中，要進(jìn)行風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)，用來搜集分析有關(guān)數(shù)據(jù)，真正可靠的空氣動(dòng)力數(shù)據(jù)總是來自風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)。對(duì)于機(jī)翼的氣動(dòng)性能實(shí)驗(yàn)，現(xiàn)在國內(nèi)大多數(shù)都是在大型風(fēng)洞中進(jìn)行的，所需要的測(cè)試費(fèi)用高昂，一般在大型的課題研究中才進(jìn)行這樣的測(cè)試實(shí)驗(yàn)。
[0003]在教學(xué)實(shí)驗(yàn)中，采用大型風(fēng)洞就明顯不合適。國內(nèi)高校在進(jìn)行機(jī)翼氣動(dòng)性能實(shí)驗(yàn)時(shí)，通常采用小型低速風(fēng)洞。目前，市面上可以購買到的相關(guān)實(shí)驗(yàn)裝置非常少，僅有“多功能附面層實(shí)驗(yàn)裝置” “煙氣流線儀”等幾種，可進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容也非常有限，比如:1)翼型表面壓力分布的測(cè)定；2)低速翼型的繞流情況演示(煙風(fēng)洞)。另外，北京航空航天大學(xué)、南京航空航天大學(xué)和西北工業(yè)大學(xué)等幾所高校，由于具有良好的專業(yè)基礎(chǔ)，同時(shí)具有較完備的實(shí)驗(yàn)條件:低速風(fēng)洞或高速風(fēng)洞，因此，這幾所高?？砷_設(shè)的教學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目相對(duì)多些，如可進(jìn)行翼型的升阻力特性實(shí)驗(yàn)等。同時(shí)，還可開展多項(xiàng)科研實(shí)驗(yàn)，但用于實(shí)驗(yàn)的風(fēng)洞成本也比較高。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，成本低，可進(jìn)行機(jī)翼低速氣動(dòng)特性演示的實(shí)驗(yàn)裝置，通過該實(shí)驗(yàn)裝置，可以進(jìn)行機(jī)翼低速氣動(dòng)性能的直觀演示，既可以用于相關(guān)課程的教學(xué)，也可以用于科普教育，即面向中小學(xué)生普及航空知識(shí)。
[0005]本實(shí)用新型的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):
[0006]—種用于演示機(jī)翼氣動(dòng)性能的實(shí)驗(yàn)裝置，該裝置包括實(shí)驗(yàn)臺(tái)架、分別設(shè)置在實(shí)驗(yàn)臺(tái)架前后兩端的風(fēng)機(jī)以及機(jī)翼模型，所述的風(fēng)機(jī)與機(jī)翼模型之間還設(shè)有整流機(jī)構(gòu)，該整流機(jī)構(gòu)與風(fēng)機(jī)固定連接，所述的整流機(jī)構(gòu)上還設(shè)有多條絲線，所述的風(fēng)機(jī)產(chǎn)生氣流，經(jīng)整流機(jī)構(gòu)變?yōu)榈退俜€(wěn)定氣流場(chǎng)，吹動(dòng)絲線飄過機(jī)翼模型上下表面，演示機(jī)翼氣動(dòng)性能。
[0007]所述的風(fēng)機(jī)為軸流式風(fēng)機(jī)，該軸流式風(fēng)機(jī)固定在實(shí)驗(yàn)臺(tái)架的前端。
[0008]所述的整流機(jī)構(gòu)包括整流罩、設(shè)置在整流罩中的整流錐及整流柵，所述的整流錐安裝在風(fēng)機(jī)葉片中央后方，所述的整流柵橫豎交叉設(shè)置在整流罩中。
[0009]所述的整流罩為筒狀整流罩，該筒狀整流罩為先漸變粗再漸變細(xì)的筒狀整流罩。
[0010]所述的絲線一端固定在整流柵上，另一端自由垂落。
[0011]所述的機(jī)翼模型底部設(shè)有金屬支架，并通過金屬支架固定在實(shí)驗(yàn)臺(tái)架的后端。
[0012]所述的機(jī)翼模型的底部與金屬支架鉸接固定。
[0013]所述的機(jī)翼模型的前后部還分別安裝有前緣縫翼、后緣襟翼。
[0014]所述的實(shí)驗(yàn)臺(tái)架包括實(shí)驗(yàn)臺(tái)以及設(shè)置在實(shí)驗(yàn)臺(tái)底部的四個(gè)支撐腿，該支撐腿底部還設(shè)有滾輪。
[0015]本實(shí)用新型中，整流機(jī)構(gòu)與軸流式風(fēng)機(jī)連接，用于調(diào)整風(fēng)向，從而產(chǎn)生低速穩(wěn)定的直勻流流場(chǎng)，在風(fēng)機(jī)葉片中央后方安裝整流錐，整流段是設(shè)計(jì)為漸變粗再漸變細(xì)的筒狀整流罩，其內(nèi)部設(shè)有橫豎交叉的整流柵，用以調(diào)整風(fēng)機(jī)吹出來風(fēng)的方向，進(jìn)而得到平直穩(wěn)定的氣流。
[0016]低速穩(wěn)定流場(chǎng)是通過艷色的絲線體現(xiàn)的，絲線的飄動(dòng)狀態(tài)可以大致反映出流場(chǎng)內(nèi)的風(fēng)向及風(fēng)速。與此同時(shí)，當(dāng)絲線飄過機(jī)翼模型上下表面時(shí)，即通過觀察細(xì)線的飄動(dòng)情況，可以得知機(jī)翼模型上下表面的氣體流動(dòng)情況。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下特點(diǎn):
[0018]I)與市場(chǎng)上現(xiàn)有機(jī)翼氣動(dòng)性能演示實(shí)驗(yàn)裝置相比，成本低廉，采用的普通的材料，簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，不需要一些精密儀器和高標(biāo)準(zhǔn)的材料；
[0019]2)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象穩(wěn)定清晰，并且噪音較小，所用的設(shè)備工作要求不高，設(shè)備工作較為穩(wěn)定，同時(shí)可以看到比較明顯的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，非常有益于初學(xué)者學(xué)習(xí)，并且風(fēng)機(jī)工作狀態(tài)下噪音并不大，而且采用木質(zhì)實(shí)驗(yàn)臺(tái)，噪音也得到較好的抑制；
[0020]3)本裝置便于移動(dòng)，可維護(hù)性好，在實(shí)驗(yàn)臺(tái)架的四個(gè)支撐腿底部安裝滾輪，容易移動(dòng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)架，便于更換實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地，采用獨(dú)立的設(shè)備組裝，日常維護(hù)、清潔十分方便，另外，一旦有一部分裝置設(shè)備出問題，只需要將故障部分拆下維修或者更換即可；
[0021 ] 4)裝置結(jié)構(gòu)緊湊，體積相對(duì)較??；
[0022]5)可演示前緣縫翼和后緣襟翼對(duì)機(jī)翼氣動(dòng)性能的影響，可以分別在機(jī)翼模型的前后部安裝前緣縫翼及后緣襟翼，并且可以調(diào)節(jié)前緣縫翼的開合以及后緣襟翼的翻動(dòng)角度，通過細(xì)線的飄動(dòng)狀態(tài)，觀察機(jī)翼模型表面的氣流特性，從而得知前緣縫翼和后緣襟翼對(duì)于飛行的影響；
[0023]6)可演示翼尖渦流及下洗流，可對(duì)飛機(jī)模型進(jìn)行吹風(fēng)實(shí)驗(yàn)，著重模擬翼尖部分的流場(chǎng)細(xì)節(jié)，演示翼尖渦流的流動(dòng)特點(diǎn)、范圍及強(qiáng)弱變化等，并且可以演示下洗作用的影響。
【附圖說明】
[0024]圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖中標(biāo)記說明:
[0026]I 一風(fēng)機(jī)、2—整流罩、3—機(jī)翼模型、4 一整流錐、5—整流柵、6—絲線、7—金屬支架、8—實(shí)驗(yàn)臺(tái)、9一支撐腿、1—滾輪。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0028]實(shí)施例:
[0029]如圖1所示，一種用于演示機(jī)翼氣動(dòng)性能的實(shí)驗(yàn)裝置，該裝置包括實(shí)驗(yàn)臺(tái)架、分別設(shè)置在實(shí)驗(yàn)臺(tái)架前后兩端的風(fēng)機(jī)I以及機(jī)翼模型3，風(fēng)機(jī)I與機(jī)翼模型3之間還設(shè)有整流機(jī)構(gòu)，該整流機(jī)構(gòu)與風(fēng)機(jī)I固定連接，整流機(jī)構(gòu)上還設(shè)有多條絲線6，風(fēng)機(jī)I產(chǎn)生氣流，經(jīng)整流機(jī)構(gòu)變?yōu)榈退俜€(wěn)定氣流場(chǎng)，吹動(dòng)絲線6飄過機(jī)翼模型3上下表面，演示機(jī)翼氣動(dòng)性能。
[0030]其中，風(fēng)機(jī)I為軸流式風(fēng)機(jī)，該軸流式風(fēng)機(jī)固定在實(shí)驗(yàn)臺(tái)架的前端。實(shí)驗(yàn)臺(tái)架包括實(shí)驗(yàn)臺(tái)8以及設(shè)置在實(shí)驗(yàn)臺(tái)8底部的四個(gè)支撐腿9，該支撐腿9底部還設(shè)有滾輪10。
[0031]整流機(jī)構(gòu)包括整流罩2、設(shè)置在整流罩2中的整流錐4及整流柵5，整流錐4安裝在風(fēng)機(jī)I葉片中央后方，整流柵5橫豎交叉設(shè)置在整流罩2中，整流罩2為筒狀整流罩，該筒狀整流罩為先漸變粗再漸變細(xì)的筒狀整流罩。絲線6 —端固定在整流柵5上，另一端自由垂落。
[0032]機(jī)翼模型3底部設(shè)有金屬支架7，并通過金屬支架7固定在實(shí)驗(yàn)臺(tái)架的后端，機(jī)翼模型3的底部與金屬支架7鉸接固定，機(jī)翼模型3的前后部還分別安裝有前緣縫翼、后緣襟翼。
[0033]在設(shè)計(jì)過程中，整流機(jī)構(gòu)與軸流式風(fēng)機(jī)連接，用于調(diào)整風(fēng)向，從而產(chǎn)生低速穩(wěn)定的直勻流流場(chǎng)，在風(fēng)機(jī)I葉片中央后方安裝整流錐4，整流段是設(shè)計(jì)為漸變粗再漸變細(xì)的筒狀整流罩，其內(nèi)部設(shè)有橫豎交叉的整流柵5，用以調(diào)整風(fēng)機(jī)I吹出來風(fēng)的方向，進(jìn)而得到平直穩(wěn)定的氣流。
[0034]本實(shí)施例中，軸流式風(fēng)機(jī)的參數(shù)為型號(hào):5FCEG7-5A-4 ;流量:3850?8000m3/h ；全壓:240?105Pa ;轉(zhuǎn)速:1400r/min ;功率/電壓:1.5kw/380V。實(shí)驗(yàn)臺(tái)8采用木質(zhì)材料制備而成，幾何參數(shù)為:高度700mm，長度1500mm，寬度600mm。
[0035]在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)演示時(shí)，接通電源即可使用風(fēng)機(jī)I。隨后，當(dāng)氣流將絲線6吹起，可以手動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)翼模型3與金屬支架7的鉸接處，從而調(diào)整機(jī)翼模型3迎角和前緣縫翼的開或者合，后緣襟翼是通過手動(dòng)直接調(diào)節(jié)其展開的角度即可。通過觀察絲線6飄動(dòng)特點(diǎn)，能夠了解迎角、前緣縫翼的開合以及后緣襟翼展開程度對(duì)機(jī)翼表面氣流的影響。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于演示機(jī)翼氣動(dòng)性能的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，該裝置包括實(shí)驗(yàn)臺(tái)架、分別設(shè)置在實(shí)驗(yàn)臺(tái)架前后兩端的風(fēng)機(jī)以及機(jī)翼模型，所述的風(fēng)機(jī)與機(jī)翼模型之間還設(shè)有整流機(jī)構(gòu)，該整流機(jī)構(gòu)與風(fēng)機(jī)固定連接，所述的整流機(jī)構(gòu)上還設(shè)有多條絲線，所述的風(fēng)機(jī)產(chǎn)生氣流，經(jīng)整流機(jī)構(gòu)變?yōu)榈退俜€(wěn)定氣流場(chǎng)，吹動(dòng)絲線飄過機(jī)翼模型上下表面，演示機(jī)翼氣動(dòng)性會(huì)K。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于演示機(jī)翼氣動(dòng)性能的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述的風(fēng)機(jī)為軸流式風(fēng)機(jī)，該軸流式風(fēng)機(jī)固定在實(shí)驗(yàn)臺(tái)架的前端。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于演示機(jī)翼氣動(dòng)性能的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述的整流機(jī)構(gòu)包括整流罩、設(shè)置在整流罩中的整流錐及整流柵，所述的整流錐安裝在風(fēng)機(jī)葉片中央后方，所述的整流柵橫豎交叉設(shè)置在整流罩中。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于演示機(jī)翼氣動(dòng)性能的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述的整流罩為筒狀整流罩。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于演示機(jī)翼氣動(dòng)性能的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述的絲線一端固定在整流柵上，另一端自由垂落。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于演示機(jī)翼氣動(dòng)性能的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述的機(jī)翼模型底部設(shè)有金屬支架，并通過金屬支架固定在實(shí)驗(yàn)臺(tái)架的后端。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種用于演示機(jī)翼氣動(dòng)性能的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述的機(jī)翼模型的底部與金屬支架鉸接固定。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種用于演示機(jī)翼氣動(dòng)性能的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述的機(jī)翼模型的前后部還分別安裝有前緣縫翼、后緣襟翼。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于演示機(jī)翼氣動(dòng)性能的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述的實(shí)驗(yàn)臺(tái)架包括實(shí)驗(yàn)臺(tái)以及設(shè)置在實(shí)驗(yàn)臺(tái)底部的四個(gè)支撐腿，該支撐腿底部還設(shè)有滾輪。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種用于演示機(jī)翼氣動(dòng)性能的實(shí)驗(yàn)裝置，該裝置包括實(shí)驗(yàn)臺(tái)架、分別設(shè)置在實(shí)驗(yàn)臺(tái)架前后兩端的風(fēng)機(jī)以及機(jī)翼模型，所述的風(fēng)機(jī)與機(jī)翼模型之間還設(shè)有整流機(jī)構(gòu)，該整流機(jī)構(gòu)與風(fēng)機(jī)固定連接，所述的整流機(jī)構(gòu)上還設(shè)有多條絲線，所述的風(fēng)機(jī)產(chǎn)生氣流，經(jīng)整流機(jī)構(gòu)變?yōu)榈退俜€(wěn)定氣流場(chǎng)，吹動(dòng)絲線飄過機(jī)翼模型上下表面，演示機(jī)翼氣動(dòng)性能。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，成本低，可進(jìn)行機(jī)翼低速氣動(dòng)特性演示的實(shí)驗(yàn)裝置，通過該實(shí)驗(yàn)裝置，可以進(jìn)行機(jī)翼低速氣動(dòng)性能的直觀演示，既可以用于相關(guān)課程的教學(xué)，也可以用于科普教育，即面向中小學(xué)生普及航空知識(shí)。
【IPC分類】G09B23/12
【公開號(hào)】CN204884326
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520445629
【發(fā)明人】高靖翔, 呂鴻雁, 李鴻基, 張玥, 柯龍, 顧佳聰
【申請(qǐng)人】上海工程技術(shù)大學(xué)
【公開日】2015年12月16日
【申請(qǐng)日】2015年6月26日