[发明专利]一种旋翼翼型俯仰与平移复合振动试验装置及使用方法

说明书

一种旋翼翼型俯仰与平移复合振动试验装置及使用方法，属于航空气动力风洞特种试验技术领域。本发明解决了现有的俯仰与平移振动试验装置在高速风洞中采用串联运动形式的运动机构很难满足试验要求的问题。本发明包括模型、模型支撑轴、转窗和驱动机构，模型设置在风洞侧壁内侧，转窗安装在风洞侧壁上，驱动机构设置在风动侧壁外侧，转窗上加工有第一滑槽，模型支撑轴穿过第一滑槽与模型建立连接，驱动机构包括俯仰驱动机构和平移驱动机构，俯仰驱动机构与平移驱动机构分别与模型支撑轴建立连接。通过本发明的复合振动装置及使用方法可以实现在高速风洞中实现翼型模型的单独俯仰、平移以及俯仰与平移复合振动试验，所需驱动力矩低，可满足试验要求。

技术领域

本发明属于航空气动力风洞特种试验技术领域，具体为一种旋翼翼型俯仰与平移复合振动试验装置及使用方法。

背景技术

直升机旋翼的外形设计，是以叶栅理论为依据，针对翼型剖面的空气动力特性为基础，对桨叶进行整体设计。翼型气动力性能的优良与否是桨叶性能好坏的关键因素。以往，翼型的气动性能主要只关注翼型的静态气动性能，对动态气动性能关注很少。翼型的静态气动性能的获取主要靠风洞中的静态翼型测力和测压试验；

随着直升机的速度越来越高，直升机旋翼翼型剖面在旋转中表现出来的动态气动特性变得越来越重要。直升机旋翼在旋转过程中，在每一个旋转周期内，都要经历上下挥舞运动、前后摆振运动和变桨距运动(俯仰运动)。对每个翼型剖面来说，翼型相对于自由来流所作的运动为：上下平移振动，前后平移振动以及变迎角(俯仰角)振动，如图5-6所示；

要准确获取旋翼翼型的动态气动性能需要在风洞中模拟翼型的这三种运动，通常，翼型前后运动的动态效应不明显，主要关注上下平移振动与变迎角振动。为了能够获取旋翼翼型的动态气动特性，需要在风洞中开发一种旋翼翼型俯仰与平移振动试验装置，来实现模型的振动，并测量其振动过程中的动态气动力；

由于高速风洞中气动载荷大，实现模型的振动本身就存在技术难点，需要实现模型的俯仰和平移复合振动，技术难点较高；

现有的俯仰与平移振动试验装置大都采用串联的运动形式，即机构整体作平移振动，俯仰机构坐落于平移机构上，平移机构要承担模型与俯仰机构的载荷，驱动负载大。然而，在高速风洞中，受空间尺寸限制，驱动动力又不可能无限增大，因此，在高速风洞中采用串联运动形式的运动机构很难满足试验要求；

针对上述问题，亟需一种并联运动形式即可以实现旋翼翼型俯仰与平移复合振动，又可以实现旋翼翼型单独进行俯仰或平移振动的试验装置用以解决上述问题。

发明内容

本发明研发目的是为了解决上述技术问题，在下文中给出了关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。

本发明的技术方案：

方案一：一种旋翼翼型俯仰与平移复合振动试验装置，包括模型、模型支撑轴、转窗和驱动机构，模型设置在风洞侧壁内侧，转窗安装在风洞侧壁上，驱动机构设置在风洞侧壁外侧，转窗上加工有第一滑槽，第一滑槽纵向设置在转窗上，模型支撑轴滑动连接在第一滑槽上，模型支撑轴穿过第一滑槽与模型建立连接，驱动机构包括俯仰驱动机构和平移驱动机构，俯仰驱动机构与平移驱动机构分别与模型支撑轴建立连接。

进一步的，所述俯仰驱动机构包括俯仰电机、俯仰减速器、第一偏心轮、第一滑块、第一滑轨、齿条和齿轮，俯仰电机通过俯仰减速器与第一偏心轮建立连接，第一偏心轮与第一滑块连接，第一滑块滑动安装在第一滑轨上，第一滑轨竖直设置在转窗上，第一滑块上设置有齿条，齿条与第一滑轨平行布置，齿条与齿轮啮合，齿轮套装在模型支撑轴上。

进一步的，所述第一偏心轮上设置有第一固定杆，第一滑块的侧壁上横向加工有第二滑槽，第一固定杆滑动设置在第二滑槽内。