[發(fā)明專利]一種基于氣滑環(huán)的旋翼測壓系統(tǒng)

有效

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• 申請日: 2020-12-28
• 公開（公告）號: CN112340062B
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳坤
• 申請（專利權(quán)）人: 南京理工大學(xué)
• 主分類號: B64F5/60
• 分類號: B64F5/60
• 代理公司: 南京理工大學(xué)專利中心 32203
• 代理人: 陳鵬

本發(fā)明公開了一種基于氣滑環(huán)的旋翼測壓系統(tǒng)，包括旋翼測壓系統(tǒng)定子和旋翼測壓系統(tǒng)轉(zhuǎn)子；所述旋翼測壓系統(tǒng)定子由支撐桿、氣滑環(huán)定子和伺服電機(jī)定子組成，支撐桿與氣滑環(huán)定子以及伺服電機(jī)定子固連；所述旋翼測壓系統(tǒng)轉(zhuǎn)子由伺服電機(jī)轉(zhuǎn)子、氣滑環(huán)轉(zhuǎn)子組成，伺服電機(jī)轉(zhuǎn)子與氣滑環(huán)轉(zhuǎn)子通過連接件固連；所述氣滑環(huán)轉(zhuǎn)子與支撐桿通過軸承相連；表面已經(jīng)加工好測壓孔的旋翼與伺服電機(jī)轉(zhuǎn)子固連，從旋翼根部引出測壓軟管，接至氣滑環(huán)轉(zhuǎn)子氣管接口，氣滑環(huán)轉(zhuǎn)子氣管接口與氣滑環(huán)定子氣管接口氣路連通，氣滑環(huán)定子氣管接口與測壓系統(tǒng)通過軟管連接。該系統(tǒng)在旋翼旋轉(zhuǎn)過程中將壓力信號傳遞到靜止的氣滑環(huán)定子上，從而實(shí)現(xiàn)將運(yùn)動中旋翼表面壓力的數(shù)據(jù)記錄下來。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于空氣動力學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)，特別是一種基于氣滑環(huán)的旋翼測壓系統(tǒng)。

背景技術(shù)

旋翼通過進(jìn)行翼型設(shè)計(jì)，并繞旋翼軸旋轉(zhuǎn)與空氣發(fā)生相對運(yùn)動，從而產(chǎn)生一定的氣動力。旋翼被廣泛應(yīng)用于直升機(jī)、多旋翼、固定翼等飛行器的設(shè)計(jì)之中，是重要的升力或動力組件，對于旋翼的氣動優(yōu)化有利于提升使用旋翼飛行器的效率。

在實(shí)驗(yàn)空氣動力學(xué)領(lǐng)域，壓力測量是一種非常重要的實(shí)驗(yàn)手段，科研人員經(jīng)常通過獲取飛行器表面的壓力分布，來分析飛行器的氣動特性。由于壓力在飛行器表面的積分就是氣動力的大小，所以利用壓力測量的好處之一是可以直觀地看到飛行器某些氣動特性產(chǎn)生的原因，二是可以精確的看到問題產(chǎn)生的區(qū)域范圍。但是由于旋翼工作過程主要特征是快速的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，致使傳統(tǒng)的測壓方法和測量設(shè)備難以在旋翼上應(yīng)用。

現(xiàn)有旋翼測壓方法主要有兩種，一種是在旋翼表面粘貼壓力敏感元件測量表面壓力，這種方法的缺點(diǎn)是由于壓力敏感元件的面積較大，只能測量元件覆蓋范圍內(nèi)的平均壓力，且受限于面積大小，一次只能同時測量幾個位置的表面壓力。另一種方法是在旋翼表面涂壓力敏感漆，壓力敏感漆會在不同的壓力作用下表現(xiàn)出不同的顏色，這種方法雖然能較方便地觀測旋翼表面壓力分布，但其精度較差，屬于半定量測量，且成本較高，大部分研究單位不具有配備此類壓力敏感漆的條件。而常用的固定翼測壓裝置，不需要考慮旋轉(zhuǎn)部件，無法應(yīng)用于旋翼測壓系統(tǒng)上。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于氣滑環(huán)的旋翼測壓系統(tǒng)，將氣滑環(huán)轉(zhuǎn)子與伺服電機(jī)轉(zhuǎn)子固連，伺服電機(jī)轉(zhuǎn)子再與旋翼固連，通過氣滑環(huán)將旋翼上的壓力傳導(dǎo)至氣滑環(huán)定子，再通過傳統(tǒng)壓力測量系統(tǒng)來測量壓力分布。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種基于氣滑環(huán)的旋翼測壓系統(tǒng)，包括旋翼測壓系統(tǒng)定子和旋翼測壓系統(tǒng)轉(zhuǎn)子；所述旋翼測壓系統(tǒng)定子由支撐桿、氣滑環(huán)定子和伺服電機(jī)定子組成，所述支撐桿與氣滑環(huán)定子以及伺服電機(jī)定子固連；所述旋翼測壓系統(tǒng)轉(zhuǎn)子由伺服電機(jī)轉(zhuǎn)子、氣滑環(huán)轉(zhuǎn)子組成，所述伺服電機(jī)轉(zhuǎn)子與氣滑環(huán)轉(zhuǎn)子通過連接件固連；所述氣滑環(huán)轉(zhuǎn)子與支撐桿通過軸承相連；表面已經(jīng)加工好測壓孔的旋翼與伺服電機(jī)轉(zhuǎn)子固連，從旋翼根部引出測壓軟管，接至氣滑環(huán)轉(zhuǎn)子氣管接口，氣滑環(huán)轉(zhuǎn)子氣管接口與氣滑環(huán)定子氣管接口氣路連通，氣滑環(huán)定子氣管接口與測壓系統(tǒng)通過軟管連接。

進(jìn)一步的，所述連接件為拐臂，拐處帶弧度。

進(jìn)一步的，測量時，所述支撐桿相對地面靜止。

進(jìn)一步的，旋翼表面布置測壓孔，通過旋翼內(nèi)部的氣路導(dǎo)出至旋翼根部。

進(jìn)一步的，伺服電機(jī)位于旋翼和氣滑環(huán)轉(zhuǎn)子之間。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的顯著優(yōu)點(diǎn)為：（1）本發(fā)明克服了傳統(tǒng)的測壓系統(tǒng)中軟管對于動態(tài)實(shí)驗(yàn)的限制，在旋翼旋轉(zhuǎn)過程中將壓力信號傳遞到靜止的氣滑環(huán)定子上，從而實(shí)現(xiàn)將運(yùn)動中旋翼表面壓力的數(shù)據(jù)記錄下來；（2）可以精確獲取旋翼旋轉(zhuǎn)過程中旋翼上的動態(tài)壓力分布，應(yīng)用于旋翼飛行器氣動力建模和分析。

附圖說明

圖1為單側(cè)旋翼利用氣滑環(huán)測壓系統(tǒng)測壓的示意圖。

具體實(shí)施方式