[发明专利]一种用于风洞试验的连续变形混合缩比翼型结构

说明书

本发明公开了一种用于风洞试验的连续变形混合缩比翼型结构，包括用于风洞实验项目的前缘定型段，过渡变形组件以及后部变形组件，其中，过渡变形组件包括与前缘定型段固定连接的过渡段以及分别可转动地连接在过渡段的上下表面的内侧的上旋转段以及下旋转段；后部变形组件包括在尾缘处相互铰接的上平移段和下平移段，上平移段和下平移段的前端分别与上旋转段和下旋转段的后端可移动地插接。本发明通过前缘定型段及过渡段与分段搭接而成的混合翼型的连续变形结构，可以形成一种普适性的可实现不同混合缩比翼型外形变化的连续变形状态，与单状态混合缩比翼型实验相比，本发明可以大幅度提高混合缩比翼型实验的精度和效率。

技术领域

本发明涉及风洞实验技术领域，尤其涉及一种可用于风洞实验的连续变形混合缩比翼型结构。

背景技术

在风洞实验中通常采用缩比模型以适应风洞尺寸。在某些特定场合，例如模拟机翼结冰的风洞实验中，常采用混合缩比翼型。通常的混合缩比翼型，其基本构成简单来说就是翼型的前缘部分保持正常缩比翼型，翼型的后缘部分相对正常缩比翼型大幅度缩短，以适应风洞尺寸，减少对实验条件的依赖并降低成本。后缘部分的翼型结构通过优化设计，使流场经过后缘部分的时候对前缘部分的影响与正常缩比翼型的实验结果相同，从而获得了一种与正常缩比翼型效果相同但是缩比比例混合搭配的翼型结构。

例如，CN 111159817 A公开了一种结冰风洞试验用的混合缩比机翼翼型的设计方法，其中提及了混合缩比翼型的基本原理。类似的，本申请的发明人在其论文《结冰区流场特征一致的混合缩比翼型设计》（航空动力学报，第36卷第4期，2021年4月，李钊等）中，提出了一种基于翼型前缘范围流场相似的多控制点混合缩比翼型优化设计方法。设计及实验结果表明：该混合缩比翼型与对应的全尺寸翼型在前缘15%弦长范围内的压力系数偏差均在5%以内，翼型绕流相似；在相同时间历程内两者的冰型增长及气动特性均具有相同的变化规律。

上述现有技术的混合缩比研究多基于单迎角状态，当迎角状态发生变化时，每种迎角状态下的混合缩比模型的状态均不相同，无法做到混合缩比模型的连续变形。本申请的发明人在其论文《混合缩比连续翼型设计方法》（飞机设计，第41卷第2期，2021年4月，李钊等）中，提出了一种连续变形混合缩比翼型模型的研究思路，论文最后提出一种设想，可考虑分段式的蒙皮变形策略来设计连续变形混合缩比翼型。该论文提供了一个理论上可尝试的建议，本申请将对此建议提出具体的实现方案。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种用于风洞试验的连续变形混合缩比翼型结构，以减少或避免前面所提到的问题。

为解决上述技术问题，本发明提出了一种用于风洞试验的连续变形混合缩比翼型结构，包括用于风洞实验项目的前缘定型段，过渡变形组件以及后部变形组件，其中，过渡变形组件包括与前缘定型段固定连接的过渡段以及分别可转动地连接在过渡段的上下表面的内侧的上旋转段以及下旋转段；后部变形组件包括在尾缘处相互铰接的上平移段和下平移段，上平移段和下平移段的前端分别与上旋转段和下旋转段的后端可移动地插接。

优选地，上旋转段和下旋转段的两端分别固定设置有上旋转驱动轴和下旋转驱动轴；上旋转段和下旋转段分别通过上旋转驱动轴和下旋转驱动轴可转动地连接在过渡段的上下表面的内侧；上旋转段和下旋转段可在上旋转驱动轴和下旋转驱动轴的驱动下分别绕上旋转驱动轴和下旋转驱动轴的轴线转动。

优选地，上平移段和下平移段的两端分别固定设置有上平移杆和下平移杆；上平移段和下平移段可在上平移杆和下平移杆的带动下前后上下移动。

优选地，上旋转段和下旋转段的后端分别设置有沿翼型的长度方向延伸的向后开口的上插接槽和下插接槽；上平移段和下平移段的前端分别设置有沿翼型的长度方向延伸的与上插接槽和下插接槽配合的上插接端和下插接端。

优选地，上平移段和下平移段在尾缘处相互铰接。

优选地，前缘定型段为空心结构，前缘定型段的后端设置有插接凸缘；过渡段的前端设置有包裹固定插接凸缘的插接凹口。