[发明专利]一种小型翼面电加热除冰系统冰风洞试验装置

说明书

本发明公开了一种小型翼面电加热除冰系统冰风洞试验装置，小型翼试样通过连杆和空心连杆与紧固螺母和自锁垫片配合安装于冰风洞两侧壁之间；摇臂、Z形指针及手柄设置在连杆一侧的冰风洞侧壁外侧，且冰风洞侧壁外壁面上标有转角刻度,根据试验要求在试验初和试验过程中方便调节小型翼试样的迎风角度。连杆和空心连杆上设有紧固螺母，通过紧固螺母调节小型翼试样在冰风洞中的相对位置，自锁垫片安装在连杆上位于紧固螺母与冰风洞侧壁之间，螺母拧紧后固定小型翼试样相对位置。各零件的连接方式可确保摇臂的轴线、Z形指针的指示段与小型翼试样弦线相平行，从而确保Z形指针所指示角度即小型翼试样的迎风角度，确保角度读数的精确度。

技术领域

本发明涉及一种冰风洞试验装置，具体地说，涉及一种用于小型翼面电加热除冰系统冰风洞试验装置。

背景技术

飞机的电加热除冰系统是将电能转化为热能，利用热能融化冰层，破坏冰层和蒙皮间的粘附力，在气动力帮助下进行除冰的飞机防/除冰系统。随着飞机电力系统的发展，科研人员越来越重视电加热除冰系统在飞机上的应用。

现有公开的技术文献中，国外研究人员对于电加热除冰的研究主要集中于除冰过程中的传热特性、冰层力学特性及冰脊的形成。上世纪七十至九十年代，研究人员对电加热除冰的传热特性进行了一维、二维和三维的建模和计算。Scavuzzo和Denis等人分别于1987年和1996年采用试验的方法对冰层和物体表面的剪切强度进行了测量；1997年Calay等人采用楔形冰脊外形，研究了冰脊对气动特性的影响。国内研究人员在电加热除冰方面的研究起步较晚，2010年肖春华(中国空气动力学研究与发展中心研究生部)发表的论文“飞机电热除冰过程的传热性及其影响研究”中，提出一种研究冰脊形成机理的硬铝板电加热试验装置，该装置由左右两侧支撑板和中间的试验模型组成，试验模型的最上面是铝板，下面是实木板，实木板中间设有安装加热单元的凹槽。试验时，硬铝板与来流方向平行，通过外接电源使加热单元产生热量，从而形成冰脊。该试验装置无法调节试样与来流方向之间的夹角；2011年肖春华等人发表的“飞机电热除冰的研究进展与展望”中，阐述了电加热除冰装置及其工作原理。

在文献“旋转多圆柱测量仪冰风洞试验研究”(《南京航空航天大学》,硕士论文,2008年1月)中，提出了一种旋转多圆柱测量仪冰风洞试验装置，该装置由圆柱组件、电机和支架组成。其中，圆柱组件与电机轴相连，试验过程中通过电机带动圆柱组件旋转，圆柱组件和电机安装于可在空间任意自由度移动的支架上。由于小型翼面电加热除冰试验过程中，需要根据试验具体要求设定确切的小型翼面初始迎风角度，而该旋转多圆柱测量仪冰风洞试验装置无法在试验初确定试样的初始迎风角度，且无法与小型翼面试样相连接，不能用于小型翼面电加热除冰系统冰风洞试验中。

发明内容

为了避免现有技术存在的不足，发明提出一种小型翼面电加热除冰系统冰风洞试验装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:包括冰风洞侧壁、小型翼试样，其特征在于还包括连杆、摇臂、Z形指针、手柄、空心连杆、转接头、自锁垫片、紧固螺母，连杆和空心连杆分别与小型翼试样连接，小型翼试样位于冰风洞侧壁之间，两冰风洞侧壁上设有同轴圆孔，其中与连杆配合的冰风洞侧壁外壁面上依圆孔周向标有转角刻度，摇臂和Z形指针通过转接头安装在冰风洞侧壁的外侧；

所述连杆为圆柱形，连杆两端部设有螺纹段，连杆一端与转接头螺纹连接，另一端穿过冰风洞侧壁上的圆孔与小型翼试样一端螺纹连接，紧固螺母与自锁垫片位于冰风洞侧壁外侧的连杆上，紧固螺母与自锁垫片配合用于固定小型翼试样的相对位置和迎风角度；

所述空心连杆中心有轴向通孔，空心连杆两端部分别设有螺纹段，空心连杆一端穿过冰风洞侧壁上的圆孔与小型翼试样另一端螺纹连接，空心连杆另一端位于冰风洞侧壁外侧与紧固螺母配合，空心连杆上的紧固螺母与冰风洞侧壁之间设有自锁垫片，空心连杆用于电加热除冰系统的外接导线从冰风洞中引出；