[发明专利]一种直升机尾桨涡环状态测试系统

说明书

技术领域

本发明涉及航空技术领域，特别是涉及一种直升机尾桨涡环状态测试系统。

背景技术

常规形式直升机(单旋翼直升机)靠尾桨进行航向操纵。当直升机悬停时，风从直升机的侧面吹来并阻碍到尾桨的尾流扩散，就很容易发生尾桨进入涡环的情况。尾桨进入涡环情况时可以类比主旋翼在相同情况下的流场，当直升机机头向“前行桨叶”一边作悬停回转时，或机身向“后行桨叶”一方作侧飞时，尾桨可能陷入自己的尾流，此时飞行员蹬舵不会有反馈，直升机会开始做非受控的偏航运动，即直升机尾桨失效问题会使直升机航向操纵失控，是造成直升机严重飞行事故的原因之一。

发明内容

为了避免直升机进入尾桨涡环状态，本发明提供了一种直升机尾桨涡环状态测试系统，以真实模拟直升机尾桨不同工作状态及尾桨涡环的边界，从而为直升机尾桨的设计以及飞行操作规范的制定提供指导。

本发明所采用的技术方案是：一种直升机尾桨涡环状态测试系统，主要包括安装架、风机系统、拉力-扭矩测试系统和尾桨系统。它们之间的位置连接关系是：-拉力-扭矩测试系统固定在安装架的上横梁上，尾桨系统安置在-拉力-扭矩测试系统下端，风机系统固定在安装架的中部位置。

所述风机系统是圆筒状涵道风扇结构，它可实现不同风速的设置调整，从而模拟尾桨系统在不同侧向风速下的工作状态。

所述拉力-扭矩测试系统是圆柱状结构，上下均有螺纹孔作为被测系统安装用，它可实时测量记录尾桨系统的拉力和反扭矩。

所述尾桨系统，包括动力传动子系统、操纵子系统和尾旋翼子系统，它们之间的位置连接关系是：操纵子系统和尾旋翼子系统均安装于动力传动子系统上。该动力传动子系统为电机、齿轮及轴组合结构，其主要功能为将动力传递到尾旋翼子系统上，为尾旋翼子系统旋转提供所需动力；该操纵子系统是连杆机构，其主要功能为操纵控制尾旋翼桨叶的桨距；该尾旋翼子系统为可变距的尾旋翼桨叶结构，其主要作用为通过其桨距的改变控制尾旋翼的工作状态。该尾桨系统可设置其工作转速并实时对其桨距进行操纵，以模拟直升机尾桨的真实工作状态。

所述安装架是金属结构支架件，其底部为矩形状，侧面为三角形状，正面为矩形状，架的中部有四根型钢支撑与风机系统相连。

与现有技术相比，本发明的有益效果是实现了直升机尾桨涡环问题计算仿真困难，实际测量危险系数高等问题。

附图说明

图1直升机尾桨涡环状态测试系统示意图。

图2尾桨系统示意图。

附图标记如下：

1-安装架；2-风机系统；3-拉力-扭矩测试系统；4–尾桨系统。

5-尾桨机架子系统；6-动力传动子系统；7-操纵子系统；8-尾旋翼子系统。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步说明。

参见图1，本实施例的直升机尾桨涡环状态测试系统主要构成如下：它主要包括安装架1、风机系统2、拉力-扭矩测试系统3和尾桨系统4。它们之间的位置连接关系是：安装架1连接风机系统2和拉力-扭矩测试系统3，尾桨系统4安装于拉力-扭矩测试系统3下；风机系统2可实现不同风速的设置调整，从而模拟尾桨系统在不同侧向风速下的工作状态；拉力-扭矩测试系统3可实时测量记录尾桨系统4的拉力和反扭矩。

参见图2，与本实施例相关的尾桨系统4主要构成如下：包括动力传动子系统6、操纵子系统7、和尾旋翼子系统8，它们之间的位置连接关系是：动力传动子系统6、操纵子系统7和尾旋翼子系统8由尾桨机架子系统5连接，动力传动子系统6提供尾桨工作所需的动力，操纵子系统7模拟直升机飞行时尾桨的操纵状态，尾旋翼子系统8的旋翼尺寸以及工作转速等参数可设置，以模拟直升机尾桨的真实工作状态。

本实施例的直升机尾桨涡环状态测试系统工作时，首先根据所模拟的直升机尾桨参数，对系统初始参数(包括尾桨桨距和转速等)进行设定，然后设置风机的风速，设定好后，系统开始运行，拉力-扭矩测试系统3开始监测记录尾桨系统4拉力和反扭矩；

逐步增加风速大小，当监测到尾桨系统4拉力和反扭矩的突变(如其拉力突然减小以及反扭矩突增)时，即可判断尾桨系统4是否进入尾桨涡环状态，继续连续调整不同的风速，可得出尾桨涡环状态的边界。

本发明提供了一种直升机尾桨涡环状态测试系统，以真实模拟直升机尾桨不同工作状态及尾桨涡环的边界，从而为直升机尾桨的设计以及飞行操作规范的制定提供指导。