[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

一種結冰風洞可變初始攻角的翼型振蕩機構及工作方法，屬于結冰風洞建設技術領域，本發明為了解決現有結冰風洞的翼型振蕩機構振幅和平均迎角均不能無極調節的問題。包括蝸桿、轉盤軸承、轉筒、旋轉直驅馬達和模型轉軸；轉筒轉動設置在試驗段的側壁上，模型轉軸轉動設置在轉筒上，轉筒與轉盤軸承的外環相連，轉盤軸承的內環與試驗段的側壁相連，轉盤軸承的外周設有蝸輪齒，伺服電機的輸出軸通過減速器與蝸桿的一端相連，蝸桿與所述蝸輪齒相嚙合，模型轉軸的一端與旋轉直驅馬達的輸出端相連，旋轉直驅馬達設置在馬達安裝座上，馬達安裝座與轉筒相連，實現翼型初始振蕩攻角的自動無極調節，通過控制旋轉直驅馬達實現翼型振蕩所需的頻率、振幅。

技術領域

本發明屬于結冰風洞建設技術領域，尤其涉及一種結冰風洞可變初始攻角的翼型振蕩機構及工作方法。

背景技術

結冰風洞試驗是研究飛機機翼結冰機理的常用方法，是獲得飛機機翼結冰狀態的重要手段。對旋翼飛機進行結冰風洞試驗，需要在結冰風洞中對周期性振蕩的翼型結冰狀態進行研究，因此需要設計相應的翼型振蕩機構，以維持翼型攻角在試驗設定的振幅、頻率下按照正弦規律運動，用來觀測翼型動態條件下的結冰特性。

2018年西北工業大學王瑩等人在《跨聲速風洞翼型動態失速試驗系統研制》中提出，通過四連桿機構實現翼型的正弦振蕩運動，但四連桿機構調節振幅時需要同時改變曲柄和連桿長度，調節振幅時需更換較多的部件，操作復雜。

公開號為CN114878135A的發明專利公開了一種結冰風洞翼型正弦振蕩機構，其中振蕩功能通過伺服電機驅動偏心輪、齒條、齒輪機構實現，其傳動環節多，調節振幅和平均迎角需要更換不同偏心徑的偏心輪、不同幾何特征的齒條轉接件，振幅和平均迎角均不能無極調節，在進行不同平均迎角、振幅等參數的試驗時，需要使風洞停風更換試驗件，不利于結冰風洞試驗的高效進行。

公開號為CN107621349A的發明專利公開了一種風洞半模型變角度機構，其用于改變半模型旋轉軸在風洞軸向的位置，使模型處在合適的流場區域內，調整模型攻角狀態，不具備模型調節振幅、頻率的振蕩功能。現有振蕩結構僅能模擬正弦振蕩規律，無法調整振蕩規律，不適合對變形梯形振蕩等其余振蕩規律的結冰特性進行測試。

因此，亟需提出一種結冰風洞可變初始攻角的翼型振蕩機構，以解決上述技術問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種結冰風洞可變初始攻角的翼型振蕩機構及工作方法，以解決現有結冰風洞的翼型振蕩機構振幅和平均迎角均不能無極調節，且調節振幅和平均迎角需要更換機構部件，結冰風洞試驗效率低的問題。本發明所采用的技術方案如下：

一種結冰風洞可變初始攻角的翼型振蕩機構，包括伺服電機、減速器、蝸桿、轉盤軸承、轉筒、馬達安裝座、旋轉直驅馬達和模型轉軸；轉筒轉動設置在試驗段的側壁上，模型轉軸轉動設置在轉筒上，轉筒與轉盤軸承的外環相連，轉盤軸承的內環與試驗段的側壁相連，轉盤軸承的外周設有蝸輪齒，伺服電機的輸出軸通過減速器與蝸桿的一端相連，蝸桿與所述蝸輪齒相嚙合，模型轉軸的一端與旋轉直驅馬達的輸出端相連，模型轉軸的另一端與試驗模型相連，旋轉直驅馬達設置在馬達安裝座上，馬達安裝座與轉筒相連。

進一步的，轉筒外周的外端與轉盤軸承的外環相連，轉筒外周的內端通過自潤滑軸套與試驗段側壁相連。

進一步的，模型轉軸通過兩個第一軸承與轉筒的內周相連。

進一步的，第一軸承的外環兩側分別與轉筒和第一壓蓋抵靠配合，一個第一軸承的內環與模型轉軸的軸肩抵靠配合，另一個第一軸承的內環與安裝在模型轉軸上的彈簧擋圈抵靠配合。

進一步的，減速器通過減速機安裝座安裝在試驗段側壁上。

進一步的，蝸桿通過兩個第二軸承與兩個蝸桿安裝座一一對應轉動連接，蝸桿安裝座安裝在試驗段側壁上。

進一步的，第二軸承的外環兩側分別與第二壓蓋和蝸桿安裝座抵靠配合，第二軸承的內環與蝸桿的軸肩抵靠配合。