[发明专利]一种高速风洞平移振动动导数试验装置

说明书

一种高速风洞平移振动动导数试验装置，属于航空气动力风洞特种试验技术领域。本发明为了解决在高速风洞试验过程，在模型本身有迎角时，需要较大的驱动力去克服升力，驱动结构的实现难度较大的问题。本发明包括平移支杆结构、滑轨、涡卷弹簧平衡机构、试验模型和风洞基座，滑轨的数量为两个，两个滑轨固定安装在风洞基座上，在两个滑轨之间设置有平移支杆结构，在平移支杆结构的下端设有涡卷弹簧平衡机构，涡卷弹簧平衡机构通过张线与平移支杆结构建立连接。本发明在该试验装置中，加入了涡卷弹簧平衡结构，涡卷弹簧平衡结构有效平衡模型的法向升力，减小了电机的使用功率；同时在模型沉浮平移运动时，保持拉力变化量，持续的抵消模型法向升力。

技术领域

本发明是一种高速风洞平移振动动导数试验装置，属于航空气动力风洞特种试验技术领域。

背景技术

飞行器在飞行中遇到上下气流干扰时，飞行迎角的突然变化，会导致作用于飞行器上的气动力波动，此时飞行器由于气动力波动会出现明显的上下平移运动情况，这是一种典型的气流迎角改变导致气动力变化的例子。为了研究高速飞行时此种飞行迎角变化带来的动态气动性能变化，也即平移振动的动态稳定性导数(动导数)变化，需建立高速风洞平移振动动导数的测量机构。同时由于高速风洞试验条件的限制，在模型本身有迎角时，需要较大的驱动力去克服升力，驱动结构的实现难度较大，目前在高速风洞试验中还未能建立此种上下控制能力。

因此，需要研究出体积小巧、构型简洁的上下控制机构，在高速风洞中实现上下平移运动的模拟，最终获得飞行器高速飞行时上下平移运动的动态气动力，进而得到飞行器的高速平移振动动导数，补充完善飞行器的飞行控制及安全飞行参数。

发明内容

本发明研发目的是为了解决在高速风洞试验过程，在模型本身有迎角时，需要较大的驱动力去克服升力，驱动结构的实现难度较大的问题，在下文中给出了关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。

本发明的技术方案：

一种高速风洞平移振动动导数试验装置，包括平移支杆结构、滑轨、涡卷弹簧平衡机构、试验模型和风洞基座，滑轨的数量为两个，两个滑轨固定安装在风洞基座上，在两个滑轨之间设置有平移支杆结构，在平移支杆结构的下端设有涡卷弹簧平衡机构，涡卷弹簧平衡机构通过张线与平移支杆结构建立连接，

所述平移支杆结构包括支杆、支杆接头、滑轨轨套、偏心凸轮、凸轮槽座、轨套座和电机，轨套座的横截面为“工字型”，在轨套座的两侧安装有滑轨轨套，滑轨轨套与滑轨配合安装，支杆的后端通过支杆接头安装在轨套座的前端，支杆的前端安装有试验模型，轨套座的后端安装有凸轮槽座，所述凸轮槽座固定安装在偏心凸轮上，偏心凸轮安装在电机的输出端。

优选的：所述涡卷弹簧平衡机构包括平面涡卷弹簧、驱动电机、螺杆和齿轮，所述平面涡卷弹簧的内端固定于齿轮的中心处，齿轮的中心位置安装有滚珠轴承，滚珠轴承内设有安装轴，所述齿轮的与螺杆啮合，螺杆与驱动电机的输出端配合安装，平面涡卷弹簧的端部系装有张线，张线的另一端与凸轮槽座建立连接。

优选的：所述涡卷弹簧平衡机构的数量为两个，两个涡卷弹簧平衡机构均通过张线与凸轮槽座建立连接。

优选的：所述齿轮与平面涡卷弹簧同轴心设置。

本发明具有以下有益效果：

本发明提出的一种高速风洞平移振动动导数试验装置，构型简洁、体积小巧，可以在试验过程中有效平衡模型升力且平衡力变化较小，本发明在该试验装置中，加入了涡卷弹簧平衡结构，涡卷弹簧平衡结构有效平衡模型的法向升力，减小了电机的使用功率；同时该弹簧结构可在模型沉浮平移运动时，保持拉力变化量不超过静态拉力的10％，持续的抵消模型法向升力；