[发明专利]一种基于水平开口风洞的飞行器起降模拟试验装置

说明书

本发明公开一种基于水平开口风洞的飞行器起降模拟试验装置，包括驱动单元、变角机构、底座、侧装地板、应变天平和飞行器模型，底座置于开口风洞的地面上，侧装地板位于底座对面相对放置，驱动单元安装在底座上，驱动单元的动作机构能够沿平移方向按给定设置运动，变角机构与驱动单元的动作机构连接，变角机构能够沿开口风洞的来流方向改变俯仰角，飞行器模型通过应变天平与变角机构连接；飞行器模型随着变角机构动作实现迎角变化、同时随着驱动单元的动作机构运动，模拟起降过程中速度阶跃式变化，本发明可以模拟动态地面效应对飞行器起降过程中的气动特性影响，为飞行器安全飞行提供必要的技术保障，提高了气动试验的真实性。

技术领域

本发明涉及风洞试验设备，具体涉及一种基于水平开口风洞的飞行器起降模拟试验装置。

背景技术

从飞行安全的角度来看，飞机的起飞、着陆和复飞通常是事故多发阶段。对于不同的机种，起飞、着陆条件不同，气动力特性也不同。对气动力特性影响最大的是动态地面效应，动态地面效应对近地飞行时的迎角、升力、阻力和洗流场都有明显影响。随着技术的进步，现代飞机与老式飞机的起降方式有所不同，如采用推力矢量协助起降的飞机升沉速度比老式飞机要大很多，而现有的研究结果表明，起降时的升沉速度受动态地面效应影响很大，这直接影响到了起落架的强度及整机的载荷设计。动态地面效应导致飞机升力、阻力、俯仰力矩等气动力和流场结构都有剧烈变化，且呈现强烈的非线性特性。由于在飞机起降过程中，一般处于失速迎角或失速速度的边缘，如果起降过程中的非线性气动力变化不能准确的测量，飞控系统可能会发出反效指令，可能使飞机进入失速速度或失速迎角，造成飞行事故，影响飞机起降安全性。因此需要一种基于水平开口风洞的飞行器起降模拟试验装置，开展动态地面效应对飞行器起降过程中的气动特性影响研究。

发明内容

基于以上不足之处，本发明的目的是提供一种基于水平开口风洞的飞行器起降模拟试验装置，用于模拟动态地面效应对飞行器起降过程中的气动特性影响。

本发明的技术方案是：一种基于水平开口风洞的飞行器起降模拟试验装置，包括驱动单元、变角机构、底座、侧装地板、应变天平和飞行器模型，所述的飞行器模型与应变天平的模型端固定连接，底座置于开口风洞的地面上，所述的侧装地板用于模拟地面，位于所述的底座对面相对放置，所述的驱动单元安装在底座上，所述的驱动单元能够设定振荡频率、幅值及运动模态，进而所述的驱动单元的动作机构能够沿平移方向按给定设置运动，所述的变角机构与驱动单元的动作机构连接，所述的变角机构能够沿开口风洞的来流方向改变俯仰角，所述的应力天平的支杆端与变角机构固定连接；所述的飞行器模型随着变角机构动作实现迎角变化、同时随着驱动单元的动作机构运动，模拟起降过程中速度阶跃式变化。

进一步的，所述的驱动单元包括驱动基座、液压缸组件、液压缸组件安装座、耳座、重载平行导轨组件、盒型运动件和四组盒型安装座，所述的驱动基座与底座固定连接，所述的重载平行导轨组件安装在驱动基座上，所述的盒型运动件被夹持固定在四组盒型安装座中间，并且四组盒型安装座分为前后各两组沿盒型运动件中心轴线位置对称布置，四组所述的盒型安装座分别与重载平行导轨组件滑动连接，液压缸组件安装座固定连接在重载平行导轨组件上，液压缸组件的固定端固定连接在液压缸组件安装座上，液压缸组件的动作端位于侧装地板一侧，液压缸组件的动作端与耳座铰接，耳座固定安装在盒型运动件上。

进一步的，所述的盒型运动件采用中空结构。

进一步的，所述的变角机构包括支杆、叉形耳件、内弧齿、扇形外弧齿、天平套筒、双向螺母和转轴，所述的支杆的一端与盒型运动件固定连接，内弧齿的一端插入到支杆的另外一端内部通过销轴固定连接，双向螺母一部分套在内弧齿中段附近的外壁面上与其螺纹连接，双向螺母的另外一部分套在叉形耳件的一端的外壁面上与其螺纹紧固连接，天平套筒的一端通过转轴与叉形耳件的另外一端铰接，扇形外弧齿与天平套筒的轴向外壁面固定连接，应变天平的支杆端与天平套筒固定连接，应变天平的模型端与飞行器模型固定连接，内弧齿的另外一端位于叉形耳件内部并与扇形外弧齿啮合，通过旋转双向螺母能够调节内弧齿与扇形外弧齿间的啮合度，进而调节天平套筒沿风洞来流方向的俯仰角。