[發明專利]攻角可調節的可變形機翼的風洞測試裝置

有效

• 申請號: 201911097114.1
• 申請日: 2019-11-11
• 公開（公告）號: CN110849576B
• 公開（公告）日: 2021-01-08
• 發明（設計）人: 謝長川;申偉宏;冒森;楊瀾;安朝;孟楊
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G01M9/06
• 分類號: G01M9/06;G01M9/04;B64F5/60
• 代理公司: 北京金恒聯合知識產權代理事務所 11324
• 代理人: 李強

本發明提供了一種攻角可調節的可變形機翼的風洞測試裝置。本發明解決了現有的風洞試驗測試裝置存在的使用成本高、安裝不便利、調節不靈活、結構復雜等缺點。本發明在機械上由風洞框架、角鐵、天平平臺、測力傳感器、轉盤、軸套、可變形機翼測試翼段等部分組成，帶有弧形槽的轉盤使得機翼的攻角調節更為便捷。實驗數據測量與采集部分由數據采集卡、工控機、上位機、監控機、A/D轉換、D/A轉換、控制系統、動態應變儀、舵機、低通濾波器等設備組成，并由CAN?BUS總線相連。相對于現有技術，本發明的機械裝置具有安裝簡便、操作便捷、可靠性高等優點，而數據采集技術具有傳輸高效、結果直觀、存儲合理等優點。

技術領域

本發明涉及一種攻角可調節的可變形機翼的風洞測試裝置，屬于力學測量設備領域

背景技術

眾所周知，常規固定機翼的幾何外形是根據飛行器特定的飛行任務、高度、馬赫數和飛機重量進行設計的，其通常只對一個設計點是最優化的，而對其它設計點進行折中處理。變形機翼可以隨著外界飛行環境的變化氣動外形，從而使飛行器在整個飛行過程中始終保持最優的氣動特性，這將會極大的提高飛行器的適用性和利用率。成為飛行器性能改進和新一代飛行器突破性發展的重要源泉，具有重要的研究價值。

在變形機翼的整個研究過程當中，風洞實驗起到了至關重要的作用，為其總體參數設計、氣動優化、結構設計等提供了詳實的第一手數據。一方面需要風洞實驗評估變形機翼的變形性能。主要是考慮到兩點，第一點是因為變形機翼氣動外形受限于真實結構變形，與理想氣動狀態存在偏差。第二點是在氣動載荷作用下，機翼會發生彈性變形，其變形性能會受到影響。

另一方面，需要風洞實驗進行可靠性驗證，這主要考慮到變形機翼結構復雜，技術成熟度低。

對于變形機翼的風洞試驗，需要獲取的升力、阻力、俯仰力矩隨著攻角的變化關系，并繪制出極曲線，以推算出翼型或飛行器的升力特性、失速特性、俯仰穩定性、俯仰運動的模態等等。因此在風洞試驗當中，需要多次調節機翼弦線相對于來流的攻角。但是，大多風洞試驗支撐裝置具有使用成本高、安裝不便利、調節不靈活、結構復雜等缺點，因此對于實驗操作人員提出了很高的要求，并使得風洞試驗耗費人力物力時間等成本，不能滿足變形機翼風洞實驗的要求，迫切需要重新設計變形機翼風洞支撐裝置。

發明內容

根據本發明的一個方面，提供了一種風洞測試裝置，其特征在于包括：

低速風洞,其具有框架，

與框架相連接的L型的角鐵，

固定于角鐵上的第一天平平臺，其中，L型的一面通過螺釘與框架固定連接，L型的另一面通過螺釘與第一天平平臺連接，

轉盤，用于調節機翼與來流的攻角，

軸套，用于連接轉盤與用于測試的可變形機翼，

力學傳感器，其被設置在第一天平平臺與第二天平平臺之間，并通過螺釘與第一天平平臺和第二天平平臺連接，用于將采集到的升力、阻力、俯仰力矩轉化為模擬電壓信號，

與轉盤連接的第二天平平臺，其與第一天平平臺通過螺釘連接，

數據采集與試驗監控部分，包括：

低通濾波器，用于將天平平臺的采集信號中的高頻噪聲信號濾掉，

數據采集卡，用于以預定的采樣頻率采集力學傳感器產生的模擬電壓信號，

A/D轉換器，用于將所述模擬電壓信號轉換成數字信號，

工控上位機，其接收所述數字信號，并根據所述數字信號產生控制指令，該控制指令被傳給可變形機翼上的舵機，用于控制可變形機翼的翼型彎度，

監控機，用于實時監控試驗數據，保證試驗模型的安全。

附圖說明