[发明专利]一种风洞地面效应试验用背部支撑装置

说明书

本发明公开一种风洞地面效应试验用背部支撑装置，包括X型基座、主提升机构、尾提升机构、侧滑角机构和运动控制器；侧滑角机构固定设置在X型基座的中央，主提升机构和尾提升机构均安装于侧滑角机构上；主提升机构位于X型基座的正下方，尾提升机构位于X型基座的一侧且末端向X型基座的正下方延伸，主提升机构和尾提升机构的末端通过天平固定框连接；由主提升机构、尾提升机构、天平固定框、X型基座相互连接后共同构成平行双滑块曲柄机构。本发明能够满足风洞地面效应试验中模型支撑和运动的要求，也能与多种地面效应装置配合使用，为模型提供支撑和运动能力，提供侧滑、升降和迎角运动，运动精度达到试验要求。

技术领域

本发明属于风洞试验技术领域，特别是涉及一种风洞地面效应试验用背部支撑装置。

背景技术

飞机在起飞着陆(水)过程中，当它距地面半个翼展或更近时，将明显受到地面(水面)的影响。这种影响通常使飞机的升力线斜率增大、诱导阻力减小、纵向静稳定性增加。这主要是由于地(水)面的存在，对涡的形成起抑制作用而使下洗角减小的缘故。人们把飞机在接近地面时受到的这种影响称为地面效应。在风洞中用地板模拟地面、并通过调节地板与模型间的距离来模拟飞机近地面不同高度时地面影响的试验叫地面效应试验。地面效应试验是低速风洞的一项基本而重要的试验。

在风洞里采用地板装置进行地面效应试验，模型可采用两点式背(腹)撑、单点式背(腹)撑配合上置或下置式地板以及模型采用尾撑配合下置式地板。但采用腹撑、尾撑方式时，通常会破坏地板平面以方便支杆通过，且支撑装置占用试验段地面空间较多，这些缺点对于地(水)面效应试验是不可接受的。一方面地(水)面效应试验中使用的关键地面效应模拟装置如活动地板、波浪地板等设备的地板平面不能破坏，另一方面这些装置与腹撑、尾撑装置也会产生干涉导致无安装空间。因此，现有的支撑装置无法实现风洞试验中飞行器模型与多种地面效应装置配合，无法开展不同类型的地面效应试验，无法达到地面效应试验所需要的运动精度。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种风洞地面效应试验用背部支撑装置，能够用以开展在风洞中开展飞行器模型的地(水)面效应试验，满足风洞地(水)面效应试验中模型支撑和运动的要求，也能与多种地面效应装置配合使用，为模型提供支撑和运动能力，可提供侧滑、升降和迎角运动，且运动精度达到试验要求。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种风洞地面效应试验用背部支撑装置，包括X型基座、主提升机构、尾提升机构、侧滑角机构、天平固定框和运动控制器；

所述X型基座与风洞支撑框架相连；所述侧滑角机构固定设置在X型基座的中央，所述主提升机构和尾提升机构均安装于侧滑角机构上，由侧滑角机构提供整个装置的侧滑角变化；所述主提升机构位于X型基座的正下方，所述尾提升机构位于X型基座的一侧且末端向X型基座的正下方延伸，所述主提升机构和尾提升机构的末端通过天平固定框连接，且所述天平固定框上设置有天平以固定飞行器模型；由主提升机构、尾提升机构、天平固定框、X型基座相互连接后共同构成平行双滑块曲柄机构；

所述运动控制器与主提升机构、尾提升机构和侧滑角机构的信号控制端电连接，通过运动控制器控制主提升机构、尾提升机构和侧滑角机构，实现飞行器模型的升降、迎角、侧滑角三个自由度可控运动。

进一步的是，所述侧滑角机构包括伺服电机一、蜗轮蜗杆减速器一和蜗轮蜗杆副，所述伺服电机一通过弹性联轴器与蜗轮蜗杆减速器一相连接，所述蜗轮蜗杆减速器一带动蜗轮蜗杆副运动，由蜗轮蜗杆减速器和蜗轮蜗杆副组成的两级传动结构，所述蜗轮蜗杆副连接主提升机构和尾提升机构，带动主提升机构和尾提升机构运动。

所述侧滑角运动机构中采用两级减速，两级减速器中第一级为蜗轮蜗杆减速器一，通过弹性联轴器与伺服电机一连接；第二级为蜗轮蜗杆副；两级减速串联驱动整个侧滑角运动机构转动，从而带动主提升机构和尾提升机构实现飞行器模型的侧滑角运动。