[发明专利]一种全尺寸倾转旋翼轴流前飞性能试验地面模拟方法

说明书

本发明涉及一种全尺寸倾转旋翼轴流前飞性能试验地面模拟方法，属于风洞试验技术领域；本发明主要基于国内8米×6米低速风洞，配套研制专用试验平台，率先提出一种全尺寸倾转旋翼轴流前飞性能试验地面模拟方法，全尺寸或缩比旋翼的尺度较大（旋翼直径D≤3m），试验中倾转旋翼的总距具有实时连续变化功能，变化范围较大；针对万向铰式旋翼，解决了操纵系统的标定问题；有效匹配了试验风速与旋翼总距的调节速率，避免试验过程中出现电机功率过载和旋翼转速超转等危险环节，保证了试验安全；获得的倾转旋翼轴流状态不同来流条件下的气动力数据，可验证倾转旋翼的前飞气动性能和理论分析方法。

技术领域

本发明涉及一种全尺寸倾转旋翼轴流前飞性能试验地面模拟方法，属于直升机风洞试验技术领域。

背景技术

倾转旋翼机是一种新型的旋翼飞行器。它是将直升机的垂直起降、悬停低速飞行和固定翼螺旋桨飞机的高速、远程飞行的优势结合在一起。依靠旋翼倾转来调节飞行技术状态，当旋翼倾转系统组件与机身垂直时，倾转旋翼机类似于双旋翼横列式直升机，可悬停、侧飞、前飞、后飞、垂直起降，可免去起降跑道；当旋翼倾转系统组件与机身水平时，倾转旋翼机就相当于固定翼飞机，能作高速远程飞行，增大飞行包线。目前国内倾转旋翼机的发展与国外有较大的差距，相关研究及试验技术尚处于起步阶段。

全尺寸或大尺度缩比模型的倾转旋翼风洞试验是研究、考核、验证新型倾转旋翼性能的重要手段。在风洞中开展倾转旋翼轴流前飞状态的性能试验研究，区别于固定翼飞机的螺旋桨风洞试验，主要有以下几点不同，一是倾转旋翼模型的直径大，二是倾转旋翼轴流前飞状态，总距需实时连续变化，角度范围大；三是倾转旋翼桨毂通常为万向铰型式，操纵系统标定不同于其他桨毂构型旋翼。有效解决上述特点带来的系列问题，是安全可靠开展倾转旋翼轴流前飞性能试验的必要条件。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种全尺寸倾转旋翼轴流前飞性能试验地面模拟方法，实现倾转旋翼总距在较大角度范围内实时连续变化，以及万向铰桨叶操纵机构的标定；有效匹配风速与旋翼总距的调节速率，确保试验安全；通过获得的倾转旋翼轴流状态不同来流条件下的气动力数据，评估前飞气动性能并验证理论分析方法。

本发明采用的技术方案如下：

一种全尺寸倾转旋翼轴流前飞性能试验地面模拟方法，其特征在于：

步骤1，系统的选择和调整；

系统的选择和调整，基于低速风洞，配套试验平台，开展倾转旋翼轴流状态试验；

试验模型采用全尺寸倾转旋翼或大尺度倾转旋翼缩比模型；

桨叶操纵机构采用电动缸下端与安装支座相连，上端与自动倾斜器不动环相连，使电动缸在行程范围内运行，实现试验过程中倾转旋翼总距在指定范围内实时连续地变化；

倾转旋翼采用万向铰型式桨毂，设置桨毂卡箍，通过调节桨毂卡箍上的调节螺钉使得桨毂平面与旋翼轴垂直，并处于相对固定状态，以实现桨叶操纵机构的标定；

步骤2，开启风洞试验，风速分台阶逐步调整到试验值，并同步增大旋翼总距，以使风速与旋翼总距的调节速率相匹配；在总距调节过程中通过实时监视旋翼载荷，使旋翼产生的推进力始终保持正值，避免旋翼进入风车状态发生转速超转；

步骤3，试验风速调整到试验目标值后，调整旋翼总距，使旋翼产生的推进力为一个接近于零的正值，采集数据，并将此旋翼总距作为该风速下变总距试验的初始值；然后确定旋翼总距变化的台阶量；实时监视旋翼功率，确保其不超过最大限定值，确定旋翼总距最大值，进而完成该风速一系列总距条件下的旋翼性能测量试验；

步骤4，待步骤重复步骤3，待步骤2中不同的试验风速情况下完成后，执行步骤5；