RU2433380C2 - Способ создания нестационарного волнового потока в аэродинамической трубе для исследования работы машущего крыла - Google Patents
Способ создания нестационарного волнового потока в аэродинамической трубе для исследования работы машущего крыла Download PDFInfo
- Publication number
- RU2433380C2 RU2433380C2 RU2009124424/28A RU2009124424A RU2433380C2 RU 2433380 C2 RU2433380 C2 RU 2433380C2 RU 2009124424/28 A RU2009124424/28 A RU 2009124424/28A RU 2009124424 A RU2009124424 A RU 2009124424A RU 2433380 C2 RU2433380 C2 RU 2433380C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- wing
- flow
- tunnel
- nonsteady
- aerodynamic
- Prior art date
Links
Landscapes
- Aerodynamic Tests, Hydrodynamic Tests, Wind Tunnels, And Water Tanks (AREA)
Abstract
Изобретение относится к экспериментальной аэродинамике, в частности для исследований нестационарной аэродинамики машущего крыла. Способ заключается в том, что на входе в рабочую часть трубы перед исследуемой моделью крыла, связанной с аэродинамическими весами и приводом возвратно-вращательного колебательного движения крыла вокруг своей продольной оси, располагается решетка параллельных профилей, также приводимых отдельным приводом в возвратно-вращательное колебательное движение. При работе главного вентилятора аэродинамической трубы колебание профилей решетки приводит к отклонению потока от оси рабочей части трубы, формируя волновое течение, обтекающее модель в широком диапазоне режимов нестационарного обтекания, с возможностью изменения текущего угла атаки α исследуемого крыла по отношению к набегающему потоку от 0 до ±360 градусов за счет управления приводами по амплитудам, частотам колебаний и сдвигу фаз между собой. Технический результат заключается в возможности проведения экспериментальных исследований нестационарной аэродинамики машущего крыла. 1 ил.
Description
Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к авиационной технике, конкретно - к технике экспериментов в аэродинамических трубах при исследованиях нестационарной аэродинамики движения крыла в неспокойном воздухе, в частности для исследования работы машущего крыла.
Уровень техники
Известны устройства и способы экспериментальных исследований машущего крыла в аэродинамических трубах путем приведения продувочных моделей крыла в маховое движение в установившемся стационарном плоско-параллельном потоке трубы [1, с.987-992; 2].
Аналогом, наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению, является способ, указанный в работе [1]. Помещенная в трубу исследуемая модель машущего крыла при помощи специального механического привода совершает двойное движение:
1) возвратно-поступательное маховое движение перпендикулярно потоку трубы;
2) связанное с маховым движением регулируемое возвратно-вращательное движение крыла по углу атаки (…the wing geometric angle of attack… (цитата)).
Установка позволяет замерять мгновенные значения пяти аэродинамических характеристик:
- нормальную подъемную силу;
- нормальный момент;
- силу тяги;
- момент тяги;
- шаговый момент (…pitching moment (цитата)).
Однако несмотря на положительный эффект, приведенный в источнике [1], сложность, масса, инерционность и неуравновешенность установки, малый диапазон регулирования углов атаки (0…6 градусов) ограничивают поле экспериментов.
Второй аналог [2] также обеспечивает сложное маховое движение крыла, однако, для него, как видно из приведенного в источнике рисунка, не предусмотрено движение крутки, необходимое в случае изображенного способа махания для обеспечения оптимальных углов атаки местных сечений по размаху, что снижает эффективность работы машущего крыла.
Данные о реализации указанного изобретения отсутствуют.
Раскрытие изобретения
Для обеспечения широкого диапазона экспериментальных исследований нестационарной аэродинамики машущего крыла предлагается способ создания нестационарного волнового потока в аэродинамической трубе, состоящий в том, что на входе в рабочую часть трубы перед исследуемой моделью крыла, связанной с аэродинамическими весами и приводом возвратно-вращательного колебательного движения крыла вокруг своей продольной оси, располагается решетка профилей, также приводимых отдельным приводом в возвратно-вращательное колебательное движение (см. чертеж). При работе главного вентилятора аэродинамической трубы колебание профилей решетки приводит к отклонению потока от оси рабочей части трубы, формируя волновое течение, обтекающее модель, что по принципу обращения движения адекватно машущему движению крыла в плоско-параллельном стационарном потоке.
Приводы модели и решетки, например следящие электроприводы, регулируемые блоками питания и управления по амплитудам, частотам и сдвигу фаз между собой, обеспечивают широкий диапазон режимов нестационарного обтекания машущего крыла - от гармонического или пилообразного волнового течения до вихревых дорожек Кармана-Голубева или движения в неспокойном воздухе, с возможностью изменения угла атаки α исследуемого крыла по отношению к набегающему волновому потоку от 0 до 360 градусов (α - угол между хордой профиля крыла и вектором текущей мгновенной скорости волнового потока).
Это позволяет проводить исследования аэродинамических характеристик машущего крыла в области нестационарной аэродинамики как при прямом, так и при обратном обтекании.
Краткое описание чертежа
На чертеже изображено: 1 - рабочая часть трубы; 2 - продувочная модель крыла; 3 - привод колебательно-вращательного движения модели; 4 - аэродинамические весы; 5 - решетка профилей; 6 - привод профилей решетки; 7 - блок питания и управления приводами.
Осуществление изобретения
Для осуществления изобретения необходимо оборудование обычной аэродинамической трубы с открытой или закрытой рабочей частью устройствами:
- аэродинамическими весами, предпочтительно тензометрического типа, со связанными с ними продувочной моделью крыла и приводом возвратно-колебательного движения крыла вокруг оси размаха;
- решеткой параллельных профилей с приводом их колебания вокруг своих продольных осей;
- блоками питания и управления приводами колебаний крыла и профилей решетки;
- устройствами съема и обработки информации с аэродинамических весов.
Возвратно-вращательные колебательные движения крыла и профилей решетки вокруг своих главных осей наименьших моментов инерции позволяет до минимума снизить динамическую неуравновешенность подвижных частей устройства и потребляемую мощность приводов.
В качестве приводов и блоков питания и управления движениями крыла и профилей решетки возможно использовать шаговые двигатели, вращающиеся трансформаторы или магнитоэлектрические движители с управлением частотой, амплитудой колебаний и сдвигом фаз между собой.
Устройства съема и обработки информации - предпочтительно компьютерные.
Предлагаемый способ предусматривает обеспечение ряда режимов работы аэродинамической трубы без ее переоборудования как в области обычной стационарной аэродинамики, так и в области нестационарной аэродинамики, меняя только программное обеспечение:
1) режим работы обычной аэродинамической трубы - при нейтральном положении профилей решетки вдоль оси трубы - для получения обычных аэродинамических характеристик подъемной силы, сопротивления и момента в скоростной системе координат (поляра Лилиенталя I рода);
2) режим работы аэродинамической трубы при отклоненном от оси трубы положении профилей решетки - для получения аэродинамических характеристик подъемной: силы, силы тяги и момента в связанной системе координат (поляра Лилиенталя II рода);
3) режим работы обычной аэродинамической трубы при колебательном или вращательном движении продувочной модели - для получения аэродинамических характеристик при переменном движении объекта в плоско-параллельном набегающем потоке;
4) режим работы аэродинамической трубы при колебательном движении профилей решетки - для получения аэродинамических характеристик неподвижного объекта в волновом набегающем потоке;
5) режим работы аэродинамической трубы при совместном движении профилей решетки и продувочной модели - для исследований в области нестационарной аэродинамики подвижного объекта, например машущего крыла, в волновом потоке.
Источники информации
1. A. George Bennett, Roger C. Obye, Paul M.Jeglum. ORNITHOPTER AERODYNAMIC EXPERIMENTS (АЭРОДИНАМИЧЕСКИЕ ЭКСПЕРИМЕНТЫ С ОРНИТОПТЁРОМ). - SWIMMING AND FLYING NATURE, Volum 2, Edited by Theodore Y.-T. Wu, Charles J. Brokaw and Christopher Brenner, California Institute of Technology. - 1975, Plenum Press, New York and London. - (p.985-1000), англ.
2. Рамер Г. (Rähmer, Hans). СИСТЕМА ПРИВОДА С ПОВЕРХНОСТЯМИ, СОВЕРШАЮЩИМИ МАХОВОЕ ДВИЖЕНИЕ. МКИ 4 B 64 C 33/02. Заявка № OS 3 608 991 (Z4, T9). УДК 629.7. Публикация № 39 от 24.09.87г.
Claims (1)
- Способ создания нестационарного волнового потока в аэродинамической трубе для исследования работы машущего крыла, отличающийся тем, что перед закрепленным на аэродинамических весах объектом, совершающим принудительное возвратно-колебательное движение, устанавливается решетка колеблющихся профилей, придающих потоку характер плоскопараллельного волнового течения, что позволяет проводить исследования в области нестационарной аэродинамики в широком диапазоне частот, амплитуд, сдвига по фазе и характера колебаний объекта и потока.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009124424/28A RU2433380C2 (ru) | 2009-06-29 | 2009-06-29 | Способ создания нестационарного волнового потока в аэродинамической трубе для исследования работы машущего крыла |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009124424/28A RU2433380C2 (ru) | 2009-06-29 | 2009-06-29 | Способ создания нестационарного волнового потока в аэродинамической трубе для исследования работы машущего крыла |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2009124424A RU2009124424A (ru) | 2011-01-10 |
RU2433380C2 true RU2433380C2 (ru) | 2011-11-10 |
Family
ID=44054082
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009124424/28A RU2433380C2 (ru) | 2009-06-29 | 2009-06-29 | Способ создания нестационарного волнового потока в аэродинамической трубе для исследования работы машущего крыла |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2433380C2 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108132133A (zh) * | 2017-12-04 | 2018-06-08 | 中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所 | 一种组合式多分量扑翼飞行器机翼气动特性测试方法 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103471805A (zh) * | 2013-07-05 | 2013-12-25 | 西北工业大学 | 三自由度微型扑翼试验测控*** |
-
2009
- 2009-06-29 RU RU2009124424/28A patent/RU2433380C2/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108132133A (zh) * | 2017-12-04 | 2018-06-08 | 中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所 | 一种组合式多分量扑翼飞行器机翼气动特性测试方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2009124424A (ru) | 2011-01-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Young et al. | A review of progress and challenges in flapping foil power generation | |
US9428269B1 (en) | Methods and apparatus to achieve independent six degree control of flapping wing micro air vehicle | |
AU2019310032B2 (en) | Systems and methods for active control of surface drag | |
US7762776B2 (en) | Vortex shedding cyclical propeller | |
Maldonado et al. | Active control of flow separation and structural vibrations of wind turbine blades | |
Yang et al. | Effect of motion trajectory on the aerodynamic performance of a flapping airfoil | |
EP2728332B1 (en) | Test rig | |
Mazaheri et al. | Experimental study on interaction of aerodynamics with flexible wings of flapping vehicles in hovering and cruise flight | |
RU2433380C2 (ru) | Способ создания нестационарного волнового потока в аэродинамической трубе для исследования работы машущего крыла | |
Conyers et al. | An empirical evaluation of ceiling effect for small-scale rotorcraft | |
US7090164B2 (en) | Method for producing a lift and a horizontal thrust | |
Tian et al. | Enhanced airfoil-based flutter piezoelectric energy harvester via coupling magnetic force | |
Jiao et al. | Generic analytical thrust-force model for flapping wings | |
CN107525646A (zh) | 双自由度气动弹性实验测量装置 | |
Cai et al. | Sinusoidal Gust Response of RC Propellers at Different Incidence Angles | |
Roget et al. | Wind-tunnel testing of rotor with individually controlled trailing-edge flaps for vibration reduction | |
Nagai et al. | Experimental study on flow interaction between fore-and hindwings of dragonfly in hovering and forward flight | |
RU2402005C1 (ru) | Способ определения характеристик аэродинамического демпфирования моделей самолетов с винтовыми движителями и устройство для его осуществления | |
CN109229369B (zh) | 一种新型可扭转扑翼结构及扑翼扭转方法 | |
RU2478830C2 (ru) | Способ преобразования кинетической энергии потока текучей среды в полезную работу и устройство для преобразования кинетической энергии потока текучей среды в полезную работу | |
Yan et al. | Analysis of bionic hydrofoil propulsive performance | |
WO2011090453A1 (ru) | Способ и устройство преобразования кинетической энергии потока текучей среды | |
Ekaterinaris et al. | Recent developments in dynamic stall measurements, computations and control | |
Gebauer et al. | Modeling of the electronic variable pitch drive | |
JP6550569B2 (ja) | 揺動式流体動力装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110927 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20121010 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160630 |