[发明专利]一种翼型两自由度动态风洞试验装置

说明书

本发明公开了一种翼型两自由度动态风洞试验装置，包括支撑框架，所述支撑框架包括左右两个支撑柱，两个支撑柱上分别设置有沉浮运动模块，每一个沉浮运动模块上设置有俯仰运动模块，被测翼型的两端各自连接到一个俯仰运动模块上；所述俯仰运动模块同步运动的同时沉浮运动模块同步运动，带动被测模型实现俯仰、沉浮耦合振荡；本发明突破了翼型振荡装置静力学和动力学仿真优化设计、电机动力系统安全同步控制、俯仰/沉浮两自由度运动路径规划等重大技术难题，能实现俯仰、沉浮，以及俯仰、沉浮耦合振荡运动下的旋翼翼型低速动态气动特性测试能力。

技术领域

本发明涉及风洞试验领域，尤其是涉及一种翼型两自由度动态风洞试验装置。

背景技术

对于直升机来讲，动态失速伴随着桨叶上气动载荷短时间内的剧烈变化，由此带来的问题包括：高载荷、振动、桨叶颤振、突发性噪声等等，严重地限制了直升机的承载、飞行速度和机动能力等。改进动态失速特性是实现武装直升机高机动飞行和运输直升机重载高速度飞行的关键。旋翼动态失速是一个严重的非定常气动现象，其机理十分复杂，而翼型的动态失速又是其集中体现，深入地了解旋翼翼型动态失速特性有利于研究如何提高旋翼性能, 更精确地预测旋翼气动力, 或进行旋翼初始设计和失速颤振计算。

风洞试验是认识旋翼翼型动态失速特性和流动机理的主要手段，建立旋翼翼型动态风洞试验技术，开展直升机旋翼翼型动态失速特性研究，将会对提升我国直升机自主设计能力，推动我国高载、高速、高机动军用直升机的研发发挥至关重要的支撑作用。

翼型风洞试验技术是一项精细工程，旋翼翼型的优化及性能确定需要先进完整的试验装置和技术体系作为支撑，国内现有试验装置模拟能力不能完全满足旋翼翼型动态失速研究需要。后行桨叶动态失速研究试验马赫数要求0.3～0.4范围，现有的旋翼翼型动态失速试验装置试验马赫数通常不超过0.2；另一方面，旋翼翼型试验折算频率要求不低于0.1，现有装置振荡频率或强度不足，难以同时兼顾马赫数和折算频率要求，往往通过降低试验马赫数实现高折算频率，如马赫数0.1，折算频率0.1。

专利（2014101090664）公开了一种连续式风洞翼型动态特性试验机构，通过连杆和转动机构实现了被测模型在风洞中连续式的俯仰振荡，实现了翼型的动态试验。但是该专利公开的技术也仅仅能实现翼型在一个自由度上的俯仰振荡，而且对于振荡平衡迎角和振幅是不能进行在线无极控制和调节的，必须通过对驱动结构（也就是曲柄连杆）的更换才能实现调节，并且该方案对于更多自由度上比如说沉浮振荡就不能实现，因此对于风洞试验的更多要求，现有技术并不能满足。

发明内容

本发明的目的是提供一种试验装置，实现被测翼型能在两个自由度上耦合运动并完成试验。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种翼型两自由度动态风洞试验装置，包括支撑框架，所述支撑框架包括左右两个支撑柱，两个支撑柱上分别设置有沉浮运动模块，每一个沉浮运动模块上设置有俯仰运动模块，被测翼型的两端各自连接到一个俯仰运动模块上；

所述两个俯仰运动模块同步运动带动被测模型实现俯仰振荡；

所述两个沉浮运动模块同步运动带动被测模型实现沉浮振荡；

所述俯仰运动模块同步运动的同时沉浮运动模块同步运动，带动被测模型实现俯仰、沉浮耦合振荡。

在上述技术方案中，所述沉浮运动模块包括沿着支撑柱轴线设置的直线导轨和设置在直线导轨上的直线电机、与所述直线电机初级连接的运动基座，所述俯仰运动模块设置在运动基座上。

在上述技术方案中，所述直线导轨包括六组滑块导轨副，直线电机的次级和初级通过六组滑块导轨副与支撑柱固定。

在上述技术方案中，直线电机上的运动基座上设置有用于制动抱闸的气动刹车，所述直线导轨的下端与运动基座对应位置设置有缓冲器。