[發明專利]一種結冰風洞可變初始攻角的翼型振蕩機構及工作方法

有效

• 申請號: 202310213972.8
• 申請日: 2023-03-08
• 公開（公告）號: CN115950616B
• 公開（公告）日: 2023-05-30
• 發明（設計）人: 許嶺松;張付昆;吳淵;朱東宇;金福旭;邢漢奇
• 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: G01M9/04
• 分類號: G01M9/04;G01M9/08;B64F5/60
• 代理公司: 哈爾濱市偉晨專利代理事務所(普通合伙) 23209
• 代理人: 韓立巖

1.一種結冰風洞可變初始攻角的翼型振蕩機構，其特征在于：包括伺服電機（1）、減速器（2）、蝸桿（4）、轉盤軸承（5）、轉筒（6）、馬達安裝座（7）、旋轉直驅馬達（8）和模型轉軸（9）；轉筒（6）轉動設置在試驗段側壁（18）上，模型轉軸（9）轉動設置在轉筒（6）上，轉筒（6）與轉盤軸承（5）的外環相連，轉盤軸承（5）的內環與試驗段側壁（18）相連，轉盤軸承（5）的外周設有蝸輪齒，伺服電機（1）的輸出軸通過減速器（2）與蝸桿（4）的一端相連，蝸桿（4）與所述蝸輪齒相嚙合，模型轉軸（9）的一端與旋轉直驅馬達（8）的輸出端相連，模型轉軸（9）的另一端與試驗模型相連，旋轉直驅馬達（8）設置在馬達安裝座（7）上，馬達安裝座（7）與轉筒（6）相連。

2.根據權利要求1所述的一種結冰風洞可變初始攻角的翼型振蕩機構，其特征在于：轉筒（6）外周的外端與轉盤軸承（5）的外環相連，轉筒（6）外周的內端通過自潤滑軸套（13）與試驗段側壁（18）相連。

3.根據權利要求2所述的一種結冰風洞可變初始攻角的翼型振蕩機構，其特征在于：模型轉軸（9）通過兩個第一軸承（12）與轉筒（6）的內周相連。

4.根據權利要求3所述的一種結冰風洞可變初始攻角的翼型振蕩機構，其特征在于：第一軸承（12）的外環兩側分別與轉筒（6）和第一壓蓋（10）抵靠配合，一個第一軸承（12）的內環與模型轉軸（9）的軸肩抵靠配合，另一個第一軸承（12）的內環與安裝在模型轉軸（9）上的彈簧擋圈（11）抵靠配合。

5.根據權利要求1所述的一種結冰風洞可變初始攻角的翼型振蕩機構，其特征在于：減速器（2）通過減速機安裝座（14）安裝在試驗段側壁（18）上。

6.根據權利要求5所述的一種結冰風洞可變初始攻角的翼型振蕩機構，其特征在于：蝸桿（4）通過兩個第二軸承（15）與兩個蝸桿安裝座（16）一一對應轉動連接，蝸桿安裝座（16）安裝在試驗段側壁（18）上。

7.根據權利要求6所述的一種結冰風洞可變初始攻角的翼型振蕩機構，其特征在于：第二軸承（15）的外環兩側分別與第二壓蓋（17）和蝸桿安裝座（16）抵靠配合，第二軸承（15）的內環與蝸桿（4）的軸肩抵靠配合。

8.根據權利要求7所述的一種結冰風洞可變初始攻角的翼型振蕩機構，其特征在于：減速器（2）和蝸桿（4）通過聯軸器（3）相連。

9.一種結冰風洞可變初始攻角的翼型振蕩機構工作方法，依托于權利要求1-8任一項所述的一種結冰風洞可變初始攻角的翼型振蕩機構實現，其特征在于：包括如下步驟：

步驟1：對旋轉直驅馬達（8）進行選型，旋轉直驅馬達（8）的性能參數關系同時滿足以下兩式：

；

；

式中：

Δt為加速時間，單位為s；

為負載轉動慣量，單位為kg*m²；

為旋轉直驅馬達的轉子轉動慣量，單位為kg*m²；

N為最高轉速，單位為s^-1；

T為旋轉直驅馬達對應轉速N時輸出扭矩，單位為Nm；

η為安全系數；

為負載扭矩，單位為Nm；

π為圓周率；

為旋轉直驅馬達的轉矩，單位為Nm；

為溫度系數；

t為周期時間，單位為s；

步驟2：將所述振蕩機構安裝在試驗段側壁（18）上，并與試驗模型相連，啟動伺服電機（1），伺服電機（1）依次通過減速器（2）、蝸桿（4）、轉盤軸承（5）、轉筒（6）、馬達安裝座（7）、旋轉直驅馬達（8）和模型轉軸（9）帶動試驗模型轉動，以調整試驗模型的初始攻角；

步驟3：關停啟動伺服電機（1），蝸桿（4）與轉盤軸承（5）的蝸輪齒自鎖，進而限制馬達安裝座（7）轉動；

步驟4：啟動旋轉直驅馬達（8），旋轉直驅馬達（8）通過模型轉軸（9）驅動試驗模型按照設定的振蕩頻率和振蕩幅值往復振蕩。