[发明专利]一种结冰风洞可变初始攻角的翼型振荡机构及工作方法

说明书

一种结冰风洞可变初始攻角的翼型振荡机构及工作方法，属于结冰风洞建设技术领域，本发明为了解决现有结冰风洞的翼型振荡机构振幅和平均迎角均不能无极调节的问题。包括蜗杆、转盘轴承、转筒、旋转直驱马达和模型转轴；转筒转动设置在试验段的侧壁上，模型转轴转动设置在转筒上，转筒与转盘轴承的外环相连，转盘轴承的内环与试验段的侧壁相连，转盘轴承的外周设有蜗轮齿，伺服电机的输出轴通过减速器与蜗杆的一端相连，蜗杆与所述蜗轮齿相啮合，模型转轴的一端与旋转直驱马达的输出端相连，旋转直驱马达设置在马达安装座上，马达安装座与转筒相连，实现翼型初始振荡攻角的自动无极调节，通过控制旋转直驱马达实现翼型振荡所需的频率、振幅。

技术领域

本发明属于结冰风洞建设技术领域，尤其涉及一种结冰风洞可变初始攻角的翼型振荡机构及工作方法。

背景技术

结冰风洞试验是研究飞机机翼结冰机理的常用方法，是获得飞机机翼结冰状态的重要手段。对旋翼飞机进行结冰风洞试验，需要在结冰风洞中对周期性振荡的翼型结冰状态进行研究，因此需要设计相应的翼型振荡机构，以维持翼型攻角在试验设定的振幅、频率下按照正弦规律运动，用来观测翼型动态条件下的结冰特性。

2018年西北工业大学王莹等人在《跨声速风洞翼型动态失速试验系统研制》中提出，通过四连杆机构实现翼型的正弦振荡运动，但四连杆机构调节振幅时需要同时改变曲柄和连杆长度，调节振幅时需更换较多的部件，操作复杂。

公开号为CN114878135A的发明专利公开了一种结冰风洞翼型正弦振荡机构，其中振荡功能通过伺服电机驱动偏心轮、齿条、齿轮机构实现，其传动环节多，调节振幅和平均迎角需要更换不同偏心径的偏心轮、不同几何特征的齿条转接件，振幅和平均迎角均不能无极调节，在进行不同平均迎角、振幅等参数的试验时，需要使风洞停风更换试验件，不利于结冰风洞试验的高效进行。

公开号为CN107621349A的发明专利公开了一种风洞半模型变角度机构，其用于改变半模型旋转轴在风洞轴向的位置，使模型处在合适的流场区域内，调整模型攻角状态，不具备模型调节振幅、频率的振荡功能。现有振荡结构仅能模拟正弦振荡规律，无法调整振荡规律，不适合对变形梯形振荡等其余振荡规律的结冰特性进行测试。

因此，亟需提出一种结冰风洞可变初始攻角的翼型振荡机构，以解决上述技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种结冰风洞可变初始攻角的翼型振荡机构及工作方法，以解决现有结冰风洞的翼型振荡机构振幅和平均迎角均不能无极调节，且调节振幅和平均迎角需要更换机构部件，结冰风洞试验效率低的问题。本发明所采用的技术方案如下：

一种结冰风洞可变初始攻角的翼型振荡机构，包括伺服电机、减速器、蜗杆、转盘轴承、转筒、马达安装座、旋转直驱马达和模型转轴；转筒转动设置在试验段的侧壁上，模型转轴转动设置在转筒上，转筒与转盘轴承的外环相连，转盘轴承的内环与试验段的侧壁相连，转盘轴承的外周设有蜗轮齿，伺服电机的输出轴通过减速器与蜗杆的一端相连，蜗杆与所述蜗轮齿相啮合，模型转轴的一端与旋转直驱马达的输出端相连，模型转轴的另一端与试验模型相连，旋转直驱马达设置在马达安装座上，马达安装座与转筒相连。

进一步的，转筒外周的外端与转盘轴承的外环相连，转筒外周的内端通过自润滑轴套与试验段侧壁相连。

进一步的，模型转轴通过两个第一轴承与转筒的内周相连。

进一步的，第一轴承的外环两侧分别与转筒和第一压盖抵靠配合，一个第一轴承的内环与模型转轴的轴肩抵靠配合，另一个第一轴承的内环与安装在模型转轴上的弹簧挡圈抵靠配合。

进一步的，减速器通过减速机安装座安装在试验段侧壁上。

进一步的，蜗杆通过两个第二轴承与两个蜗杆安装座一一对应转动连接，蜗杆安装座安装在试验段侧壁上。

进一步的，第二轴承的外环两侧分别与第二压盖和蜗杆安装座抵靠配合，第二轴承的内环与蜗杆的轴肩抵靠配合。