高速風洞大攻角俯仰動態(tài)失速試驗裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種高速風洞大攻角俯仰動態(tài)失速試驗裝置，所述裝置由電機驅動，通過皮帶傳動輪帶動飛輪轉動，飛輪的中心軸驅動同步傳動齒輪組，將運動動能傳遞給主驅動輪，由主驅動輪、連桿和轉窗組成四連桿運動系統(tǒng)，實現(xiàn)將飛輪轉動轉換為轉窗的往返振蕩，進而帶動固連的飛行器模型實現(xiàn)大攻角俯仰運動。本實用新型的高速風洞大攻角俯仰動態(tài)失速試驗裝置，克服了現(xiàn)有高速風洞運行時振動強烈、試驗段駐室空間狹小、試驗段結構響應頻率較低、環(huán)境噪音大等困難，能提供飛行器模型大攻角（達75°）、大幅度（?15°～75°）、高頻率（0～6Hz）條件下的動態(tài)氣動力試驗結果，為氣動優(yōu)化設計、飛行品質評估、控制率設計提供關鍵的試驗依據(jù)。
【專利說明】
高速風洞大攻角俯仰動態(tài)失速試驗裝置
技術領域
[0001]本實用新型屬于高速風洞試驗技術領域，具體涉及一種高速風洞大攻角俯仰動態(tài)失速試驗裝置。
【背景技術】
[0002]尚機動、尚敏捷性是現(xiàn)代尚性能奸擊機和先進戰(zhàn)術導彈必備的技戰(zhàn)術指標，如第四代戰(zhàn)斗機要求在最大可控飛行攻角a=60°的范圍內能夠實現(xiàn)過失速機動飛行，并具有良好的縱/橫向操穩(wěn)特性;而先進戰(zhàn)術導彈的大攻角機動能力要求更高，要具備大離軸角發(fā)射能力，即發(fā)射分離后要在極短的時間內實現(xiàn)攻角達60°的轉彎，飛行過程及攻擊目標也是通過快速機動完成。
[0003]美、俄等航空航天發(fā)達國家，由于其先進飛行器發(fā)展迅速，型號研制需求強烈，風洞基礎良好，大攻角動態(tài)氣動力及其風洞動態(tài)試驗技術研究起步較早，研究成果顯著，為F-22這種世界首架具有過失速機動能力的先進戰(zhàn)斗機的研制成功奠定技術基礎。我國大攻角動態(tài)特性研究也同步開展。但是，國內外僅在低速風洞中成功實現(xiàn)了多自由度動態(tài)模擬試驗，在高速風洞中，由于需要滿足飛行器模型外形與飛行器外形幾何相似、風洞來流M數(shù)與飛行M數(shù)相等以及飛行器模型與飛行器運動Sr數(shù)相等或接近的條件，具有較大的困難，目前，在高速風洞中尚無實現(xiàn)單自由度動態(tài)模擬試驗的報道。

【發(fā)明內容】

[0004]本實用新型要解決的技術問題是提供一種高速風洞大攻角俯仰動態(tài)失速試驗裝置。
[0005]本實用新型的高速風洞大攻角俯仰動態(tài)失速試驗裝置，其特點是，包括電機驅動機構、飛輪及同步傳動齒輪組、連桿、擺耳、轉窗、主驅動輪、搖臂橫梁及天平支桿系統(tǒng)，電機驅動機構驅動飛輪及同步傳動齒輪組帶動主驅動輪轉動，固定在主驅動輪上的連桿驅動轉窗往復運動，固連在轉窗上的擺耳連接有搖臂橫梁及天平支桿系統(tǒng)，搖臂橫梁及天平支桿系統(tǒng)帶動模型進行大攻角俯仰運動；
[0006]所述的電機驅動機構包括交流電機和皮帶傳動輪，交流電機與皮帶傳動輪同軸連接，交流電機通過皮帶帶動飛輪轉動；
[0007]所述的飛輪及同步傳動齒輪組中的飛輪的軸是同步傳動齒輪組的驅動軸，將飛輪的轉動轉化為主驅動輪的轉動，固定在同步傳動齒輪組上的角位移編碼器記錄轉動的角位移;所述的主驅動輪上布置有偏心的主驅擺耳；
[0008]所述的搖臂橫梁及天平支桿系統(tǒng)包括搖臂、橫梁和天平支桿，搖臂與橫梁呈90°夾角固定連接，橫梁上垂直固連天平支桿，模型固定在天平支桿的前端，模型頭部方向為迎風洞來流方向。
[0009]轉窗上布置的擺耳實現(xiàn)模型平均迎角Am為15°、30°或45°。
[0010]主驅擺耳在主驅動輪上的不同安裝位置實現(xiàn)當?shù)啬Ｐ透┭鼋茿a的振幅范圍為1° ?30。。
[0011]通過擺耳、主驅擺耳的組合可實現(xiàn)模型攻角在-15°?75°范圍內的俯仰震蕩。
[0012]模型的振蕩頻率范圍為O?6Hz。
[0013]本實用新型的高速風洞大攻角俯仰動態(tài)失速試驗裝置，克服了現(xiàn)有高速風洞運行時振動強烈、試驗段駐室空間狹小、試驗段結構響應頻率較低、環(huán)境噪音大等困難，能提供飛行器模型大攻角(達75°)、大幅度(-15°?75°)、高頻率(O?6Hz)條件下的動態(tài)氣動力試驗結果，為氣動優(yōu)化設計、飛行品質評估、控制率設計提供關鍵的試驗依據(jù)。
【附圖說明】
[0014]圖1為本實用新型的高速風洞大攻角俯仰動態(tài)失速試驗裝置原理圖；
[0015]圖2為本實用新型的高速風洞大攻角俯仰動態(tài)失速試驗裝置的I結構放大圖；
[0016]圖中，1.試驗段駐室2.轉窗光學玻璃3.搖臂4.試驗段5.橫梁6.天平支桿7.角位移編碼器8.同步傳動齒輪組9.交流電機10.皮帶傳動輪11.飛輪12.連桿13.轉窗套14.模型15.擺耳16.轉窗17.主驅動輪18.主驅擺耳。
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖詳細說明本實用新型。
[0018]如圖1、圖2所示，本實用新型的高速風洞大攻角俯仰動態(tài)失速試驗裝置，包括電機驅動機構、飛輪及同步傳動齒輪組、連桿12、擺耳15、轉窗16、主驅動輪17、搖臂橫梁及天平支桿系統(tǒng)，所述的電機驅動機構驅動飛輪及同步傳動齒輪組帶動主驅動輪17轉動，固定在主驅動輪17上的連桿12驅動轉窗16往復運動，固連在轉窗16上的擺耳15連接有搖臂橫梁及天平支桿系統(tǒng)，搖臂橫梁及天平支桿系統(tǒng)帶動模型14進行大攻角俯仰運動；
[0019]所述的電機驅動機構包括交流電機9和皮帶傳動輪10，交流電機9與皮帶傳動輪10同軸連接，交流電機9通過皮帶帶動飛輪11轉動；
[0020]所述的飛輪及同步傳動齒輪組中的飛輪11的軸是同步傳動齒輪組8的驅動軸，將飛輪11的轉動轉化為主驅動輪17的轉動，固定在同步傳動齒輪組8上的角位移編碼器7記錄轉動的角位移;所述的主驅動輪17上布置有偏心的主驅擺耳18;
[0021]所述的搖臂橫梁及天平支桿系統(tǒng)包括搖臂3、橫梁5和天平支桿6，搖臂3與橫梁5呈90°夾角固定連接，橫梁5上垂直固連天平支桿6，模型14固定在天平支桿6上，模型14的頭部方向為迎風洞來流方向。
[0022]轉窗16上布置的擺耳15實現(xiàn)模型14的平均迎角Am為15°、30°或45°。
[0023]主驅擺耳18在主驅動輪17上的安裝位置變化實現(xiàn)當?shù)啬Ｐ?4的俯仰角Aa的振幅范圍為1°?30°。
[0024]通過擺耳15、主驅擺耳18的組合可實現(xiàn)模型14的攻角在-15°?75°范圍內的俯仰震蕩。
[0025]模型14的振蕩頻率范圍為O?6Hz。
[0026]本實用新型不局限于上述【具體實施方式】，所屬技術領域的技術人員從上述構思出發(fā)，不經過創(chuàng)造性的勞動，所做出的種種變換，均落在本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1.高速風洞大攻角俯仰動態(tài)失速試驗裝置，其特征在于，所述的裝置包括電機驅動機構、飛輪及同步傳動齒輪組、連桿(12)、擺耳(15)、轉窗(16)、主驅動輪(17)、搖臂橫梁及天平支桿系統(tǒng)，電機驅動機構機構驅動飛輪及同步傳動齒輪組帶動主驅動輪(17)轉動，固定在主驅動輪(17)上的連桿(12)驅動轉窗(16)往復運動，固連在轉窗(16)上的擺耳(15)連接有搖臂橫梁及天平支桿系統(tǒng)，搖臂橫梁及天平支桿系統(tǒng)帶動模型(14)進行大攻角俯仰運動； 所述的電機驅動機構包括交流電機(9 )和皮帶傳動輪(1 )，交流電機(9 )與皮帶傳動輪(10)同軸連接，交流電機(9)通過皮帶帶動飛輪(I I)轉動； 所述的飛輪及同步傳動齒輪組中的飛輪(11)的軸是同步傳動齒輪組(8)的驅動軸，將飛輪(I I)的轉動轉化為主驅動輪(17)的轉動，固定在同步傳動齒輪組(8)上的角位移編碼器(7)記錄轉動的角位移;所述的主驅動輪(17)上布置有偏心的主驅擺耳(18); 所述的搖臂橫梁及天平支桿系統(tǒng)包括搖臂(3)、橫梁(5)和天平支桿(6)，搖臂(3)與橫梁(5)呈90°夾角固定連接，橫梁上垂直固連天平支桿(6)，模型(14)固定在天平支桿(6)的前端，模型(14)的頭部方向為迎風洞來流方向。2.根據(jù)權利要求1所述的高速風洞大攻角俯仰動態(tài)失速試驗裝置，其特征在于，所述的轉窗(16)上布置的擺耳(15)實現(xiàn)模型(14)的平均迎角Am為15°、30°或45°。3.根據(jù)權利要求1所述的高速風洞大攻角俯仰動態(tài)失速試驗裝置，其特征在于，所述的主驅擺耳(18)在主驅動輪(17)上的不同安裝位置實現(xiàn)當?shù)啬Ｐ?14)的俯仰角Aa的振幅范圍為1°?30° ο4.根據(jù)權利要求1所述的高速風洞大攻角俯仰動態(tài)失速試驗裝置，其特征在于，所述的模型(14)的振蕩頻率范圍為O?6Hz。
【文檔編號】G01M9/00GK205642788SQ201620421039
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月11日
【發(fā)明人】李其暢, 伍開元, 黃存棟, 王濤, 趙忠良, 楊海泳, 劉維亮, 李玉平, 馬上
【申請人】中國空氣動力研究與發(fā)展中心高速空氣動力研究所