[發明專利]一種高速風洞平移振動動導數試驗裝置及試驗方法

在審

• 申請號: 202010929426.0
• 申請日: 2020-09-07
• 公開（公告）號: CN112067245A
• 公開（公告）日: 2020-12-11
• 發明（設計）人: 李王斌;潘金柱;徐明;才義;張杰;劉斌
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司沈陽空氣動力研究所
• 主分類號: G01M9/06
• 分類號: G01M9/06
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 杜永保

1.一種高速風洞平移振動動導數試驗裝置，其特征在于，該裝置由平移支桿結構(1)、滑軌(2)和渦卷彈簧平衡結構(3)組成；渦卷彈簧平衡結構(3)位于平移支桿結構(1)下方；

平移支桿結構(1)由支桿(6)、支桿接頭(7)、滑軌軌套(8)、偏心凸輪(9)、凸輪槽(10)、軌套座(11)、電機(12)組成；滑軌軌套(8)安裝于軌套座(11)側面，軌套座(11)前、后端分別安裝支桿接頭(7)和凸輪槽(10)；支桿(6)固定在支桿接頭(7)上，偏心凸輪(9)能夠在電機(12的驅動下旋轉，凸輪槽(10)在偏心凸輪(9)帶動下上下運動；滑軌軌套(8)與沿豎直方向固定在風洞基座(5)上的滑軌(2)配合；

渦卷彈簧平衡結構(3)由張線(13)、平面渦卷彈簧(14)、驅動電機(15)、螺桿(16)、齒輪(17)組成；平面渦卷彈簧(14)和齒輪(17)固定于風洞底板上，平面渦卷彈簧(14)內端固連于齒輪(17)中心；驅動電機(15)的電機螺桿(16)驅動齒輪(17)旋轉；張線(13)一端連接平面渦卷彈簧(14)外端，另一端固連于凸輪槽(10)上。

2.如權利要求1所述的一種高速風洞平移振動動導數試驗裝置，其特征在于，電機(12)輸出軸連接偏心凸輪(9)轉動中心，凸輪槽(10)與偏心凸輪(9)外型面滑動接觸。

3.如權利要求1所述的一種高速風洞平移振動動導數試驗裝置，其特征在于，平面渦卷彈簧(14)與齒輪(17)中心重合。

4.如權利要求3所述的一種高速風洞平移振動動導數試驗裝置，其特征在于，平面渦卷彈簧(14)與齒輪(17)安裝于帶滾珠軸承的安裝軸上。

5.如權利要求1所述的一種高速風洞平移振動動導數試驗裝置，其特征在于，滑軌軌套(8)固定在軌套座(11)兩側面，滑軌軌套(8)上有沿豎直方向的軌道槽。

6.如權利要求1所述的一種高速風洞平移振動動導數試驗裝置，其特征在于，每個平面渦卷彈簧(14)上連接兩根張線(13)。

7.如權利要求1所述的一種高速風洞平移振動動導數試驗裝置，其特征在于，平面渦卷彈簧(14)為非接觸式，渦卷彈簧平衡結構(3)包含兩個平面渦卷彈簧(14)，平面渦卷彈簧(14)的各參數為：變形角10rad，扭矩300Nm，簧片截面厚度4mm，簧片截面寬度80mm，內徑45mm，最大外徑500mm，圈數為10圈，節距約50mm。

8.如權利要求6所述的一種高速風洞平移振動動導數試驗裝置，其特征在于，張線沿豎直方向延伸。

9.如權利要求1所述的一種高速風洞平移振動動導數試驗裝置，其特征在于，平面渦卷彈簧(14)在模型(4)運動過程中，由于模型(4)上下平移運動平面渦卷彈簧(14)外端也同時做上下運動，導致的拉力變化量須不超過靜態拉力的10％。

10.使用如權利要求1～9任一所述的一種高速風洞平移振動動導數試驗裝置測量模型動態氣動力的方法，其特征在于：試驗前預估模型在指定迎角下的靜態法向力，將模型運動至中間位置后鎖定平移支桿結構的電機，控制渦卷彈簧結構中的驅動電機運轉施加相等的拉力后保持驅動電機鎖定，風洞運行并使用天平測量獲得實際的靜態法向力；然后根據實際的靜態法向力大小，第二次自動調整渦卷彈簧平衡結構施加相等的拉力；此后，控制平移支桿結構的電機驅動支桿上下平移運動，渦卷彈簧結構中的驅動電機在此過程中保持靜止，即可在平衡力的作用下測量模型動態氣動力。