[發(fā)明專利]一種二元葉柵高速風(fēng)洞陣風(fēng)模擬裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110958087.3
• 申請日: 2021-08-20
• 公開（公告）號(hào): CN113567085B
• 公開（公告）日: 2023-03-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 余立;郭鵬;郭洪濤;寇西平;石洋;查俊;張昌榮;楊興華;鄧吉龍
• 申請（專利權(quán)）人: 中國空氣動(dòng)力研究與發(fā)展中心高速空氣動(dòng)力研究所
• 主分類號(hào): G01M9/04
• 分類號(hào): G01M9/04;G01M9/06
• 代理公司: 北京中濟(jì)緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 王丹

本發(fā)明公開了一種二元葉柵高速風(fēng)洞陣風(fēng)模擬裝置。該陣風(fēng)模擬裝置包括1片橫穿在風(fēng)洞噴管出口或者試驗(yàn)段入口位置的二元的葉柵，還包括安裝在試驗(yàn)段外部驅(qū)動(dòng)葉柵做擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置；以高速風(fēng)洞來流為前方，當(dāng)葉柵以正弦曲線擺動(dòng)時(shí)，在試驗(yàn)段下游區(qū)域形成以正弦形式變化的高速陣風(fēng)流場；葉柵為上下對稱的翼面，展長為風(fēng)洞試驗(yàn)段寬度的80％～100％，根部弦長為風(fēng)洞試驗(yàn)段寬度的20％～25％。該陣風(fēng)模擬裝置利用二元的葉柵擺動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的擾動(dòng)氣流在試驗(yàn)段生成高速陣風(fēng)流場，試驗(yàn)段中的高速陣風(fēng)流場均勻區(qū)沿橫向分布區(qū)域較寬，可用于開展高頻低幅值高速陣風(fēng)環(huán)境下的飛行器半模或者全模的高速陣風(fēng)響應(yīng)及減緩試驗(yàn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于高速風(fēng)洞試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種二元葉柵高速風(fēng)洞陣風(fēng)模擬裝置。

背景技術(shù)

民機(jī)和運(yùn)輸機(jī)在高速巡航狀態(tài)下遇到的高速陣風(fēng)是影響飛行安全的重要因素之一，由于飛行速度較高，機(jī)體在高速陣風(fēng)擾動(dòng)下會(huì)受到較大的干擾力和干擾力矩，承受極大的非定常載荷，使得飛行的穩(wěn)定性、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和飛行控制都受到影響，飛行過程中由于高速陣風(fēng)產(chǎn)生的顛簸也會(huì)造成駕駛員與乘客舒適性降低，劇烈顛簸還會(huì)干擾駕駛員的正常操作，導(dǎo)致發(fā)生飛行事故。

為研究飛行器在高速陣風(fēng)環(huán)境中的動(dòng)態(tài)特性，減小高速陣風(fēng)對飛行過程的影響，研究人員做了大量工作，但早期的研究主要以飛行試驗(yàn)與理論分析為主，現(xiàn)有的陣風(fēng)模擬裝置多為低速風(fēng)洞試驗(yàn)設(shè)計(jì)，高速風(fēng)洞由于堵塞度要求高，運(yùn)行速壓大，相同尺寸的陣風(fēng)模擬裝置的高速氣動(dòng)載荷往往是低速風(fēng)洞氣動(dòng)載荷的數(shù)倍，因此，低速風(fēng)洞的陣風(fēng)發(fā)生裝置設(shè)計(jì)方案無法直接應(yīng)用于高速風(fēng)洞，高速陣風(fēng)模擬裝置研制存在很大難度，目前在地面環(huán)境開展的高速陣風(fēng)響應(yīng)和減緩試驗(yàn)研究相對有限。

當(dāng)前，亟需發(fā)展一種適用于高速風(fēng)洞的陣風(fēng)模擬試驗(yàn)裝置。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種二元葉柵高速風(fēng)洞陣風(fēng)模擬裝置。

本發(fā)明的二元葉柵高速風(fēng)洞陣風(fēng)模擬裝置，其特點(diǎn)是，所述的陣風(fēng)模擬裝置包括1片橫穿在風(fēng)洞噴管出口或者試驗(yàn)段入口位置的二元的葉柵，還包括安裝在試驗(yàn)段外部驅(qū)動(dòng)葉柵做擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置；以高速風(fēng)洞來流為前方，當(dāng)葉柵以正弦曲線擺動(dòng)時(shí)，在試驗(yàn)段下游區(qū)域形成以正弦形式變化的高速陣風(fēng)流場；

所述的葉柵為上下對稱的翼面，展長為風(fēng)洞試驗(yàn)段寬度的80％～100％，根部弦長為風(fēng)洞試驗(yàn)段寬度的20％～25％。

進(jìn)一步地，所述的陣風(fēng)模擬裝置適用于暫沖式高速風(fēng)洞或連續(xù)式高速風(fēng)洞，來流馬赫數(shù)范圍為0.4～0.95。

進(jìn)一步地，所述的葉柵的擺角為0°～5°。

進(jìn)一步地，所述的葉柵的擺動(dòng)頻率為0～60Hz。

進(jìn)一步地，所述的葉柵在迎角0°的對稱面與風(fēng)洞試驗(yàn)段的水平對稱面重合。

進(jìn)一步地，所述的驅(qū)動(dòng)裝置包括固定在試驗(yàn)段外側(cè)側(cè)壁上的安裝基板，安裝基板上固定有電機(jī)安裝座和套筒轉(zhuǎn)軸安裝座；

驅(qū)動(dòng)電機(jī)固定在電機(jī)安裝座上，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸通過聯(lián)軸器、滾珠軸承與曲柄連軸的前端面連接，曲柄連軸的后端面安裝角度墊塊，角度墊塊、滑塊連接座、滑塊依次連接，滑塊裝卡在導(dǎo)軌搖臂的軌道上，滑塊與滑塊連接座之間轉(zhuǎn)動(dòng)連接，滑塊與導(dǎo)軌搖臂之間滑動(dòng)連接；導(dǎo)軌搖臂的擺動(dòng)端與套筒轉(zhuǎn)軸的中部通過螺釘固定連接，套筒轉(zhuǎn)軸的前端和后端通過分別嵌入套筒轉(zhuǎn)軸安裝座的前端面和后端面的軸承與套筒轉(zhuǎn)軸安裝座連接；長傳動(dòng)軸與套筒轉(zhuǎn)軸同軸，安裝在套筒轉(zhuǎn)軸的中心軸線上，長傳動(dòng)軸的后端通過脹套固定，脹套安裝在套筒轉(zhuǎn)軸的后端空腔中，長傳動(dòng)軸的前端穿過導(dǎo)軌搖臂的擺動(dòng)端通過葉柵接口與葉柵的前端固定連接，葉柵的后端則通過隨動(dòng)轉(zhuǎn)軸安裝在對側(cè)壁板的隨動(dòng)座上；驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)曲柄連軸連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)滑塊沿導(dǎo)軌搖臂的軌道前后滑動(dòng)、導(dǎo)軌搖臂的擺動(dòng)端擺動(dòng)，導(dǎo)軌搖臂的擺動(dòng)端通過套筒轉(zhuǎn)軸、脹套帶動(dòng)長傳動(dòng)軸、葉柵接口和葉柵同步擺動(dòng)，實(shí)現(xiàn)將驅(qū)動(dòng)電機(jī)的單向轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為葉柵的擺動(dòng)；