[发明专利]一种基于空气马达的四发螺旋桨飞机风洞试验模型有效

专利信息
申请号: 201711053498.8 申请日: 2017-10-31
公开(公告)号: CN108106814B 公开(公告)日: 2022-06-28
发明(设计)人: 陈春鹏;杨康智;申蒸洋;吴福章 申请(专利权)人: 中航通飞华南飞机工业有限公司
主分类号: G01M9/08 分类号: G01M9/08;B64F5/60
代理公司: 中国航空专利中心 11008 代理人: 杜永保
地址: 519040 广东省珠*** 国省代码: 广东;44
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摘要:
搜索关键词: 一种 基于 空气 马达 螺旋桨 飞机 风洞试验 模型
【说明书】:

发明公开了一种基于空气马达的四发螺旋桨飞机的风洞试验模型,支撑件一端与风洞天平台架固连,另一端通过支杆连接件、空气桥安装在主天平上;尾翼、机翼组件安装在机身上,机身中段固连在天平连接件上,天平连接件另一端安装在主天平上,全机作用力通过天平连接件传送到主天平上;襟翼及副翼通过各自变角片与机翼安定面连接;风洞试验时通过旋转轴天平实时测量螺旋桨的力和力矩;流量控制装置安装在机身内部,通过控制气体流量来控制空气马达的输出功率。本发明提出了使用空气马达进行螺旋桨动力模拟的风洞试验模型设计方法,改善了螺旋桨动力模拟试验中流场相似程度,有效提高了风洞试验数据准确度。

技术领域

本发明涉及飞机气动力设计领域,尤其涉及螺旋桨飞机模型动力影响风洞试验领域。

背景技术

随着国内外的航空技术发展,国内新研或计划研制的新型涡桨飞机,普遍采用了大功率涡桨动力系统,涡桨动力影响明显增大;同时,受一些特殊使用条件的限制,部分螺旋桨飞机的起飞速度较小,进一步增大了动力影响量;这些因素大幅提高了对风洞试验中螺旋桨模型动力驱动系统模拟能力(即驱动功率)的要求,目前国内采用的常规电机驱动的带动力试验方法不能同时满足拉力系数和试验马赫数的动力模拟试验要求,并且受到受材料物理固有特性的制约,在电机体积受到严格限制的条件下,难以继续提高电机的输出功率,因此继续采用电机驱动方式将难以满足螺旋桨模型动力驱动系统模拟能力要求。为突破螺旋桨模型驱动系统输出功率不足的瓶颈,新的动力模拟技术采用了压缩空气驱动涡桨动力模拟器驱动试验螺旋桨模型,利用涡桨动力模拟器将高压空气势能(及热能)转化为旋转机械能,在同样的电机体积尺寸的限制下,大大提高了输出功率,满足大功率涡桨飞机动力影响的风洞试验模拟需要;同时由于采用了空气驱动,避免了电流驱动时严重的电磁干扰问题;另外,为进一步提高动力模拟的试验精度,在每个发动机短舱内安装小天平,实时测量发动机的直接力影响,实现发动机直接力与滑流影响量的分离。但不可避免的,基于实现以上功能,由飞机各部件、空气马达的进排气管路和空气流量控制单元、内式主天平测量系统以及发动机短舱内旋转天平的辅助测量系统等组成的复杂模型构造使得模型的设计、加工的难度大大提高。

发明内容

发明目的

提出一种四发螺旋桨飞机的风洞试验模型,能够解决技术背景中存在的问题。该发明提供了该类型飞机的试验模型一种设计方法,解决了四发螺旋桨飞机动力模拟试验中对拉力系数及马赫数模拟问题,提高了其试验技术能力及风洞试验滑流影响数据的准确度。

技术方案

一种基于空气马达的四发螺旋桨飞机风洞试验模型,实现了螺旋桨动力的准确模拟和滑流影响的准确测量,其特征在于:包括斜背/腹撑主支杆17和115、连接件114、机身前段 11、机身中段113、机身尾段116、垂尾18、平尾19、机翼组件16、螺旋桨组件22、供排气管路24、空气桥15、主天平112和流量控制装置12;模型斜俯撑主支杆115的一端安装在风洞支撑台架上,另一端通过支杆连接件114与空气桥15固连,空气桥15与主天平112 的一端连接,主天平112的另一端安装在连接件111上,连接件111固连在机身中段113上。机身中段113内部安装有主天平112、空气桥15,机身中段113和机翼组件16通过销钉孔固定连接;机翼组件16由机翼安定面、翼身整流罩、浮筒组件、襟翼、副翼组成;平尾19 通过连接块安装于垂尾18上,垂尾18通过定位销安装在机身尾段116上;供排气管路24 由斜背/腹撑主支杆17和115、连接件114、空气桥15、流量控制装置12及机翼内部供排气管路24构成连续的供气和排气系统。

所述供排气管路24,采用铜管,管路接头的连接方式采用焊接形式,辅以挡块和压板进行固定,用于保证气密性、安全性以及压力要求。

支撑装置的主支杆17和115剖面采用对称翼型剖面,内部设计进、排气通气孔,与主天平112和风洞支撑机构的连接采用定位销和螺钉紧固。一方面实现模型支撑和通气功能,另一方面尽量降低对风洞试验数据的干扰。

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