CN106092497A - 一种柔性翼的安装装置 - Google Patents

Abstract

一种柔性翼的安装装置，包括伞绳安装板和支撑平台。伞绳安装板固定在支撑平台的上支撑板上。伞绳安装板长度方向的中心为连接区。在连接区的两侧均布有多个伞绳过孔。在伞绳安装板下表面分布有若干各凸出该表面的带伞绳固定棒；各伞绳固定棒分别位于一个伞绳过孔旁。本发明能方便的对进行风洞试验的柔性翼进行安装固定和测量安装角、迎角调节，结合相应的测量仪器设备，能够清楚的测量获取柔性翼在试验测试状态下的安装角和迎角，以及相应安装角和迎角下的升力、阻力、力矩等气动力情况；同时利用该装置可使用尽可能大的缩比模型进行试验。

Description

一种柔性翼的安装装置

技术领域

本发明涉及风洞试验领域，具体是一种用于柔性翼气动力测量的安装装置。

背景技术

机翼是使飞行器具有升力的最主要部件，如何精准的预测其气动力，是飞行器设计的首要任务，目前大多数飞行器都是使用的刚性机翼，国内大多数风洞，主要也都是针对刚性机翼进行气动力测试，相应配套的刚性翼气动力测量安装平台都非常完备，技术手段也很齐全。

与刚性机翼相对应的，还有一种柔性翼，即该种翼面是采用柔性材料制成，同时，利用一定数量的伞绳以维持和保证其在飞行过程中的形状和张满的刚性。本发明的柔性翼，主要指的是现已广泛应用于空降空投、航空运动、农林播撒等领域的柔性翼伞。该柔性翼由不透气纺织材料缝纫组成，具有质量轻、方便携带和使用等特点。在风洞试验中，其一般利用伞绳连接测量装置进行固定。但由于其结构柔软，从而导致其在风洞试验平台上难以安装固定，且测试过程中翼面容易受外力牵扯变形，如果没有合适的固定安装方式，容易产生摆动或偏移，从而造成测试状态无法固定以及气动力难以获取或获取结果不准确等问题。另外，为测量多个状态值，***还需能对柔性翼迎角进行调整改变；为在同一风洞中测量更大模型，还应对配套伞绳进行截断。

目前国内专门针对柔性翼风洞试验安装测量技术研究的还较少，近些年仅有四川大学战培国2004年在其硕士论文《翼型伞风洞测力技术及工程估算方法研究》对柔性翼伞风洞试验技术和装置进行了研究，其风洞试验在绵阳29基地8m×6m风洞进行，安装装置主要是利用了该风洞原有的测量装置，并在其基础上进行改进，构成了一个非平行四边形机构，通过试验前标定，就可以通过常规控制攻角的方法，实现柔翼型伞固定框架名义攻角的改变，由此达到改变柔翼型伞攻角的目的，但该装置由特殊风洞试验装置改进而来，不具有普适性，且不具备改变柔性翼型伞安装角功能；航宇救生装备有限公司卢章树等在2013年中国空气动力学会测控专业委员会六届四次空气动力测控技术交流会上发表的论文《某型模型翼伞气动特性试验技术研究》对其柔性翼伞试验测试使用的专用试验夹具设计进行了介绍，其支撑机构由一个伞绳安装平台、回旋平台、支撑机构、外式天平及导流板等组成，翼伞模型通过支撑机构安放在风洞内，支撑机构上的回旋平台围绕转轴转动以调整攻角，但该装置无法对伞绳进行截断，也不具备改变柔性翼型伞安装角功能，且整套机构位于风洞之内，对测试结果影响较大。

发明内容

为克服现有技术中存在的易产生摆动或偏移，从而影响测试精度，以及不能改变柔性翼型伞安装角的不足，本发明提出了一种柔性翼的安装装置。

所述柔性翼的翼面通过许多沿展向和弦向分布的伞绳展成其使用时的形状。伞绳沿柔性翼面的展向中心对称分布。分布在所述展向中心两侧的伞绳分别汇集集结为两束，并形成两个伞绳交汇点。所述展向中心两侧伞绳伞绳交汇点之间的距离为D。其特征在于：

所述柔性翼的安装装置包括伞绳安装板和支撑平台。所述伞绳安装板固定在支撑平台的上支撑板上。所述伞绳安装板长度方向的中心为连接区。所述连接区在伞绳安装板长度方向的宽度L＝D。在所述连接区的两侧均布有多个伞绳过孔。所述伞绳过孔的孔径为5mm；各相邻伞绳过孔的孔心距为20mm。在所述伞绳安装板下表面分布有若干各凸出该表面的带伞绳固定棒；所述各伞绳固定棒分别位于一个伞绳过孔旁。

所述支撑平台包括底座、前支撑杆和上支撑板。所述底座与上支撑板之间通过活动支撑杆连接。所述底座上有与风洞底板连接的固定孔；在上支撑板上有与伞绳安装板连接的螺栓孔。所述活动支撑杆分为上段与下段，两段之间通过球形铰链绞接。前支撑杆的上端支撑在所述上支撑板的下表面，下端以绞接的方式连接在所述活动支撑杆的下段。

所述带伞绳固定棒的圆周表面有凹槽，用于缠绕并固定伞绳。

随着柔性翼的使用越来越广泛，对其气动性能的获取分析也变得越来越为重要。为方便准确的测量获取不同安装角、迎角状态下的柔性翼气动力，也就需要一种能将柔性翼合理安装于风洞，并能方便的固定、调整和测量其安装角和迎角以及相应状态下的其气动力的测量安装装置。且风洞试验由于受风洞大小的影响，一般采用缩比模型试验，为使测量结果更符合实际，应使能测量的模型越大越好。

本发明为柔性翼风洞气动力测量试验提供了一种新的安装装置，使用该装置能方便的对要进行风洞试验的柔性翼进行安装固定和测量安装角、迎角调节。结合相应的测量仪器设备，能够清楚的测量获取柔性翼在试验测试状态下的安装角和迎角，以及相应安装角和迎角下的升力、阻力、力矩等气动力情况；同时利用该装置可使用尽可能大的缩比模型进行试验。

本发明中，为使风洞能测试的柔性翼模型更大，以及固定其在单次测试状态下的安装角和迎角状态，首先将柔性翼用伞绳张成其使用时的状态，然后以一平行于柔性翼型弦线、且垂直于其铅垂线(α＝0)的平板等齐伞绳。等齐后的伞绳长度根据风洞情况，应保持柔性翼面处于试验段中心位置。伞绳安装板上均布多个等间距的伞绳过孔，并通过位于平板下面的伞绳固定棒对伞绳长度进行固定，将每根伞绳等齐后剩余的长度通过伞绳固定棒缠绕固定在平板底部。

若柔性翼面在风洞试验时所处的位置不合适，或需调整柔性翼安装角时，直接利用原有缠绕固定的伞绳进行长度调节，而不需对多个截断长度或安装角配套多套伞绳。

柔性翼气动力测量试验中，迎角的获取和调整一般也较难实现。为方便的固定、调整柔性翼的迎角，将上述平板安装固定于一个能够前后自由俯仰的支撑平台上。通过支撑平台带动伞绳截断板进行俯仰转动。这样，只需调整该杆的俯仰角度，就可相应的调整柔性翼的俯仰角度。柔性翼迎角可通过标定柔性翼面与平板迎角关系，测量平板迎角直接给出。

本发明能方便的对进行风洞试验的柔性翼进行安装固定和测量安装角、迎角调节。结合相应的测量仪器设备，能够清楚的测量获取柔性翼在试验测试状态下的安装角和迎角，以及相应安装角和迎角下的升力、阻力、力矩等气动力情况；同时利用该装置可使用尽可能大的缩比模型进行试验。

本发明对同一大小风洞，能够采用尽可能大的柔性翼缩比模型进行试验，并对试验的柔性翼安装角和迎角状态进行固定；由于本发明对伞绳截而不断(伞绳通过位于截断板下的伞绳固定棒进行缠绕固定)，故可对伞绳截断长度进行自由调整，以方便调整柔性翼在风洞中位置以及其安装角，而不需备用多套伞绳；通过位于风洞底板底下的可自由进行俯仰角度调节和固定的支撑平台，在试验过程中可以很方便调整柔性翼迎角；通过标定柔性翼面与平板迎角关系，柔性翼迎角可通过测量平板迎角直接给出而不需再对柔性翼进行复杂的影像测量。采用合适的测力仪器和方法，比如将六分量天平置于该装置底部，对整体装置进行受力测量，再通过初值标定、几何分析和坐标变换等试验数据转换方法，即可得出柔性翼在试验状态下所受的气动力(升力、阻力和力矩)情况。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是伞绳安装板的结构示意图；

图3是图2的剖视图；

图4是伞绳与伞绳安装板的配合示意图；

图5是支撑平台的结构示意图；

图6是柔性翼面伞绳的示意图；

图7是柔性翼面与本发明配合的正向示意图

图8是柔性翼面与本发明配合的侧向示意图。图中：

1.柔性翼面；2.伞绳；3.伞绳交汇点；4.安装装置；5.伞绳安装板；6.支撑平台；7.连接螺栓；8.螺栓孔；9.伞绳过孔；10.伞绳固定棒；11.上支撑板；12.活动支撑杆；13.球形铰链；14.底座；15.固定孔；16.前支撑杆；17.销轴。

具体实施方式

图5为柔性翼面1和伞绳2的整体安装关系示意图。柔性翼面1通过许多沿展向和弦向分布的伞绳展成其使用时的形状。伞绳沿柔性翼面的展向中心对称分布。分布在所述展向中心两侧的伞绳分别汇集集结为两束，并形成两个伞绳交汇点3。所述展向中心两侧伞绳伞绳交汇点3之间的距离为D。

本实施例是一种柔性翼的安装装置，包括伞绳安装板5和支撑平台6。所述伞绳安装板5的长度方向中心处有螺孔，将该伞绳安装板5通过螺栓固在支撑平台6的上支撑板11上。在所述伞绳安装板长度方向中心为连接区，在该连接区分布有螺栓孔8。所述连接区在伞绳安装板长度方向的宽度L＝D。在所述连接区的两侧均布有多个伞绳过孔9。

所述伞绳过孔9的孔径为5mm；各相邻伞绳过孔的孔心距为20mm。在所述伞绳安装板5下表面分布有若干各凸出该表面的带伞绳固定棒10；并使各伞绳固定棒分别位于一个伞绳过孔9旁。所述带伞绳固定棒10的圆周表面有凹槽，用于缠绕并固定伞绳。

所述支撑平台6包括底座14、前支撑杆16和上支撑板11。所述底座14与上支撑板11之间通过活动支撑杆12连接。所述底座上有与风洞底板连接的固定孔15；在上支撑板上有与伞绳安装板连接的螺栓孔8。所述活动支撑杆分为上段与下段，两段之间通过球形铰链13绞接。前支撑杆16的上端支撑在所述上支撑板的下表面，下端以绞接的方式连接在所述活动支撑杆的下段。

使用时：

如图7所示。将伞绳2在安装装置4的伞绳安装板上表面等齐，以保证试验时柔性翼面1处于风洞试验段的中部位置，同时，还能够起到测试时固定柔性翼面1迎角的作用。

根据伞绳2须位于伞绳安装板上表面的长度将各伞绳的固定点标记出来。将各伞绳2穿过位于伞绳安装板5上的伞绳过孔9。将标记的固定点处缠绕在伞绳固定棒10的凹槽处并系紧，即完成伞绳的长度的等齐和固定。

若需调整柔性翼面安装角，通过调整沿该柔性翼面弦向从前缘至后缘各排伞绳的长度即可实现。具体是，根据需调整柔性翼面安装角度，自该柔性翼面弦向的前缘至后缘将伞绳逐排依次收短或放长并使同一排伞绳的长度一致，即可改变柔性翼面安装角。

本实施例中，上支撑板11通过活动支撑杆12上的球形铰链13进行俯仰转动，当转至试验需要的角度时，即通过前支撑杆16支撑固定。利用本实施例，每次试验时，无需真正的对伞绳进行裁断破坏，只需在伞绳穿过孔后，利用位于每个孔底下的伞绳固定棒10对伞绳进行长度固定。

Claims (3)

1.一种柔性翼的安装装置，柔性翼的翼面通过许多沿展向和弦向分布的伞绳展成其使用时的形状；伞绳沿柔性翼面的展向中心对称分布；分布在所述展向中心两侧的伞绳分别汇集集结为两束，并形成两个伞绳交汇点；所述展向中心两侧伞绳伞绳交汇点之间的距离为D；其特征在于：

所述柔性翼的安装装置包括伞绳安装板和支撑平台；所述伞绳安装板固定在支撑平台的上支撑板上；所述伞绳安装板长度方向的中心为连接区；所述连接区在伞绳安装板长度方向的宽度L＝D；在所述连接区的两侧均布有多个伞绳过孔；所述伞绳过孔的孔径为5mm；各相邻伞绳过孔的孔心距为20mm；在所述伞绳安装板下表面分布有若干各凸出该表面的带伞绳固定棒；所述各伞绳固定棒分别位于一个伞绳过孔旁。

2.如权利要求1所述柔性翼的安装装置，其特征在于，所述支撑平台包括底座、前支撑杆和上支撑板；所述底座与上支撑板之间通过活动支撑杆连接；所述底座上有与风洞底板连接的固定孔；在上支撑板上有与伞绳安装板连接的螺栓孔；所述活动支撑杆分为上段与下段，两段之间通过球形铰链绞接；前支撑杆的上端支撑在所述上支撑板的下表面，下端以绞接的方式连接在所述活动支撑杆的下段。

3.如权利要求1所述柔性翼的安装装置，其特征在于，所述带伞绳固定棒的圆周表面有用于缠绕并固定伞绳的凹槽。