[发明专利]一种用于舰面旋翼起动过程的试验装置

说明书

本发明实施例公开了一种用于舰面旋翼起动过程的试验装置，涉及空气动力学技术领域，能够用于研究舰面旋翼起动过程中的复杂工况对桨叶挥舞角度和桨尖挥舞位移的影响。本发明包括：舰面旋翼起动过程模拟试验装置主要由舰船模型和旋翼系统模型两部分组成，旋翼系统包括跷跷板式旋翼和铰接式旋翼。该试验系统装置基本构造包括舰船模型1，包括机库2和甲板3、桨叶4、限动块5、桨毂6、桨叶夹持装置7、旋转轴8、中心铰9、防滑螺母10、螺栓11、角度传感器12、电机13、电机螺栓14、轴承15、可装卸的舰船上层建筑16、机库门17、加速度传感器19。本发明适用于研究海面工况下的旋翼飞行器的起/停。

技术领域

本发明涉及空气动力学技术领域，尤其涉及一种用于舰面旋翼起动过程的试验装置。

背景技术

不同于陆地上的工况，旋翼飞行器在海上飞行、着舰，会遇到更多复杂的气动问题。一般情况下，旋翼的气动升力和桨叶离心力均随旋翼的转速增加而增加，采用传统的设计方案即可设计出很多适应于陆地使用的无人机、直升机等旋翼飞行器。然而旋翼飞行器若在海上工作，则遇到的情况则复杂得多，比如：海面气象状况复杂，风向多变，空气在流过舰船上层建筑时，常伴有分离、回流、旋涡等运动形式的发生。此外，舰船机库门的开闭对舰船甲板流场也有很大的影响。

而旋翼飞行器在起动和停转阶段，旋翼转速较低，离心力较小，桨叶细长柔软，对外部气流变化敏感，旋转时极易产生过度挥舞。由于过度挥舞，旋翼桨叶会与直升机机身发生物理碰撞。这些因素都导致了海上工况环境下，旋翼飞行器的空气动力学现象的复杂性，使得用理论分析方法准确预测旋翼的气动特性十分困难。

尤其是在民用领域，由于缺乏合适的实验装置，目前已经投入市场多年的民用无人机产品，很难直接应用在海上环境，而海工设备也是各国重点关注的领域，其中的军用技术转化民用较为漫长，这都制约了海上工况环境下的民用旋翼飞行器的发展。

发明内容

本发明的实施例提供一种用于舰面旋翼起动过程的试验装置，用于研究舰面旋翼起动过程中的复杂工况对桨叶挥舞角度和桨尖挥舞位移的影响。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

舰面旋翼起动过程模拟试验装置主要由舰船模型和旋翼系统模型两部分组成，旋翼系统包括跷跷板式旋翼和铰接式旋翼。该试验系统装置基本构造包括舰船模型(1)(包括机库(2)和甲板(3))、桨叶(4)、限动块(5)、桨毂(6)、桨叶夹持装置(7)、旋转轴(8)、中心铰(9)、防滑螺母(10)、螺栓(11)、角度传感器(12)、电机(13)、电机螺栓(14)、轴承(15)、可装卸的舰船上层建筑(16)、机库门(17)、加速度传感器(19)。

本实施例用于对舰面旋翼起动过程桨叶挥舞角度和桨尖挥舞位移进行有效测量，采用角度传感器测量桨叶挥舞角度，加速度传感器测量桨尖挥舞位移。该试验装置具体用于在风洞中进行试验，模拟在不同风速、风向的海况下，舰面旋翼历时不同的起动时间，跷跷板式旋翼和铰接式旋翼起动过程的桨叶挥舞现象，以此研究在不同海况下、不同旋翼类型的桨叶挥舞问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例提供的跷跷板旋翼模拟试验装置示意图；

图2为本发明实施例提供的铰接式旋翼模拟试验装置示意图；

图3为本发明实施例提供的跷跷板旋翼限动装置示意图；

图4为本发明实施例提供的铰接式旋翼限动装置示意图；

图5为本发明实施例提供的电机安装示意图；