[發明專利]一種全機突風動載荷風洞試驗裝置

在審

• 申請號: 202111458229.6
• 申請日: 2021-12-02
• 公開（公告）號: CN114235329A
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發明（設計）人: 趙冬強;于金革;楊智春;曾憲昂;馬翔;黃國寧;李俊杰
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司西安飛機設計研究所
• 主分類號: G01M9/06
• 分類號: G01M9/06;G01M9/08
• 代理公司: 北京航信高科知識產權代理事務所(普通合伙) 11526
• 代理人: 郭鵬鵬

本申請涉及氣動彈性技術領域，為一種全機突風動載荷風洞試驗裝置，包括全機彈性模型、突風發生器、頂部支架系統和主鋼索系統；通過設置全機的模型來進行全機的突風試驗，通過設置多組突風發生器，每組突風發生器中的擺動缸均能夠驅動葉片進行偏轉，不同的葉片偏轉至不同的角度從而產生任意頻率組合形態的突風；通過頂部支架系統與全機彈性模型彈性連接，通過設置前鋼索機構和后鋼索機構分別對模型的前端和后端進行限位和導向，使得模型能夠在五個自由度下自由運動，通過設置彈性支撐使得全機彈性模型能夠在接近真實的飛行狀態下自由運動，從而能夠準確地獲得飛機的全機突風動載荷風洞試驗數據。

技術領域

本申請屬于氣動彈性技術領域，特別涉及一種全機突風動載荷風洞試驗裝置。

背景技術

以往戰斗機或機翼相對剛硬的小展弦比飛機，突風動載荷不是飛機設計的嚴重載荷工況，因此不需要重點關注，而對于大展弦比運輸機，突風動載荷是影響飛機載荷邊界和疲勞壽命的關鍵因素。

目前，開展過的一些突風風洞試驗也只是針對部件的突風動載荷減緩試驗，這與全機級的突風動載荷試驗有幾個顯著的差別，第一：懸掛方式不同，部件一般為根部固定或地板支撐方式，而全機模型需要采用懸浮支撐方式，并考慮支撐系統對突風動載荷的影響。目前在顫振試驗中發展了一些全機懸浮支撐系統，包括五自由度張緊力懸浮支撐系統和雙索懸掛系統，但五自由度張緊力懸浮支撐系統對應的支撐系統機構復雜且對風洞試驗阻塞度較大，而雙索懸掛系統在模型重量較大情況下較難實現支撐而且穩定性很難調節控制；第二：模型姿態控制不同，以往部件試驗和全機顫振試驗對模型姿態沒有嚴格要求，而全機突風動載荷試驗需要通過控制系統來操縱模型操縱面，以維持模型在一定姿態角下進行試驗測量；第三：載荷關注點不同，部件突風動載荷減緩試驗關注的是翼尖和根部載荷增量的變化情況，而全機突風動載荷試驗關注的是全機重心處、翼尖、部件根部以及其它重要部位的分布載荷的變化情況。

因此，如何更有效地對全機突風動載荷進行試驗是一個需要解決的問題。

發明內容

本申請的目的是提供了一種全機突風動載荷風洞試驗裝置，以解決現有技術中進行過全機突風動載荷風洞試驗的問題。

本申請的技術方案是：一種全機突風動載荷風洞試驗裝置，包括全機彈性模型、設于全機彈性模型前方的突風發生器、連接于全機彈性模型上方的頂部支架系統、與全機彈性模型相連的主鋼索系統；所述突風發生器設置至少一組，所述突風發生器包括擺動缸、葉片，所述葉片一端與擺動缸相連，另一端轉動連接于風洞側壁上；所述頂部支架系統與全機彈性模型彈性連接，所述主鋼索系統包括前鋼索機構和后鋼索機構，所述前鋼索機構與全機彈性模型前部的上下位置相連，所述后鋼索機構與全機彈性模型后部的左右兩側相連，所述前鋼索機構與全機彈性模型轉動配合，所述后鋼索機構遠離全機彈性模型的一端設置自由端，所述全機彈性模型能夠拉動后鋼索機構進行移動。

優選地，所述頂部支架系統包括支架、上部垂直鋼索、彈簧和下部垂直鋼索，所述支架設于風洞頂部外側，所述上部垂直鋼索、彈簧和下部垂直鋼索共有兩組并沿著全機彈性模型的長度方向并排設置，所述上部垂直鋼索設于支架上；所述上部垂直鋼索和下部垂直鋼索上下設置，所述彈簧豎直連接于上部垂直鋼索和下部垂直鋼索之間，所述下部垂直鋼索的下端與全機彈性模型相連。

優選地，所述上部垂直鋼索上設有第一滑塊，所述支架上設有沿全機彈性模型長度方向設置的第一滑軌，所述第一滑塊滑移配合于第一滑軌上。

優選地，所述支架上設有鋼索調節裝置，所述鋼索調節裝置能夠對上部垂直鋼索的長度進行調節。

優選地，所述支架、上部垂直鋼索和彈簧位于風洞的頂部外側，風洞的頂部設有開孔，所述下部垂直鋼索穿過開孔延伸至風洞內部與全機彈性模型相連，所述開孔的直徑大于彈簧直徑。