[发明专利]高速风洞支撑系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种航空空气动力学试验设备，尤其是一种用于飞机模型风洞试验过程中，对飞机模型进行支撑的结构系统，特别是一种高速风洞支撑系统，适用于在高速风洞环境下对飞机模型提供多姿态可调的支撑结构。

背景技术

飞机模型风洞试验的相关原理及过程在2012年10月12日提交的中国专利申请201210387483.6中进行了清楚的描述，此处引用作为参考，以便于本领域技术人员进行理解，本申请仅以其作为背景技术加以描述，不可将其视为现有技术。

上述背景技术中提供了一种改进的支撑结构，用以在飞机全机测压试验中对其提供稳定的支撑，同时兼具张线支撑系统气动干扰小的优点。但是，该背景技术中的支撑系统难以用于高速风洞实验环境中。因为高速风洞中气流速度很高，风洞的气密性要求很高，用于飞机模型的支撑结构相对低速风洞来说要求更高，具体来说就是结构不能太大，气流干扰要尽可能小，以满足基本的阻塞度要求，亦即，支撑结构在风洞中占据的空间不能太大，否则会阻塞高速气流的通过，使得气流速度无法达到风洞实验的高马赫数要求。

另外，高速风洞环境下的支撑系统除了对其尺寸要求较高之外，还需要考虑提供多姿态可调的功能，也就是说，适用于高速风洞的支撑系统，需要提供对飞机模型的俯仰角、偏航角、滚转角进行灵活控制的能力。

US4658635A中公开了一种典型的风洞支撑系统，该支撑系统包括设置于风洞地板上的一个转动圆盘，转动圆盘上设置有一个支撑弯臂，该支撑弯臂可以在液压机构控制下作俯仰变化，支撑弯臂顶端可旋转的支撑有一个悬臂，悬臂末端连接于飞机模型的尾部，从而对飞机模型提供了尾部支撑。当转动圆盘转动时，整个飞机模型会随之转动，从而可以提供偏航角控制能力；当支撑弯臂俯仰变化时，可以提供俯仰角控制能力；当悬臂转动时，可以提供滚转角控制能力。

US4658635A的缺陷是，用于调节偏航角的转动圆盘占据的空间很大，即便设置于风洞的地板下面，也需要较大的空间，况且由于其为转动部件，设置于地板下方的话密封就很成问题。另外，如果飞机模型尺寸较大的话，则支撑弯臂会相应的变大，否则难以提供较大范围的俯仰角度调节范围。而通常情况下风洞的高度和宽度相当有限，这就限制了支撑弯臂的大小，从而限制了俯仰角度的调节范围。

类似的，US5020364A也公开了一种风洞支撑系统，该支撑系统包括设置于风洞地板上的一个转动圆盘，转动圆盘上设置有一个伸缩臂，伸缩臂顶端支撑有一个俯仰悬臂，悬臂末端连接于飞机模型的尾部，从而对飞机模型提供了尾部支撑。当转动圆盘转动时，整个飞机模型会随之转动，从而可以提供偏航角控制能力；当俯仰悬臂俯仰变化时，可以提供俯仰角控制能力。

US5020364A的缺陷同样是转动圆盘。另外，为提供较大范围的俯仰角度调节范围，该现有技术提供了一个伸缩臂，但是，通常情况下风洞的高度和宽度又相当有限，当飞机模型较大，该伸缩臂的伸缩量就会限制俯仰角的调节范围。

因此，有必要提供一种高速风洞支撑系统，适用于在高速风洞环境下对飞机模型提供多姿态可调的支撑结构。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种高速风洞支撑系统，以减少或避免前面所提到的问题。

具体来说，本发明提供了一种高速风洞支撑系统，用于在高速风洞中对飞机模型提供支撑，所述高速风洞支撑系统包括：

一个与所述高速风洞地板和顶板固定连接且垂直设置的支撑柱；

一个可拆卸地固定于所述支撑柱上的底座；

第一折臂，所述第一折臂通过第一转轴可转动地连接于所述底座上，并且可绕平行于所述支撑柱的第一转轴在水平面内转动；

第二折臂，所述第二折臂通过第二转轴可转动地连接于所述第一折臂的末端，并且可绕平行于所述支撑柱的第二转轴在水平面内转动；

第三折臂，所述第三折臂通过第三转轴可转动地连接于所述第二折臂的末端，并且可绕垂直于所述支撑柱的第三转轴在竖直面内转动；

滚转支臂，所述滚转支臂通过第四转轴可转动地连接于所述第三折臂的末端，并且可绕垂直于所述支撑柱的第四转轴在竖直面内转动；

所述飞机模型支撑于所述滚转支臂的末端，并可绕所述滚转支臂的轴线转动。

优选地，所述支撑柱沿所述高速风洞的气流方向具有相同的截面，所述截面为两侧对称的流线形梭状。

优选地，沿所述支撑柱高度方向等间隔设置有多个预留安装螺孔。

优选地，所述预留安装螺孔中设置有遮蔽螺帽。