應用於飛行器風洞試驗的並聯柔索牽引機構的製作方法
2023-06-03 15:35:46
專利名稱：應用於飛行器風洞試驗的並聯柔索牽引機構的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及ー種牽弓I機構，特別涉及應用於飛行器風洞試驗的並聯柔索牽引機構。
背景技術：
風洞試驗是研製新型飛行器必不可少的重要環節。每ー種新型飛行器的研製，都必須在風洞中進行大量的吹風試驗，通過風洞試驗來考察飛行器的飛行性能及其氣動特性，並進行動態模擬飛行試驗。在風洞試驗中，必須將飛行器模型置於氣流之中。為實現飛行器的不同飛行姿態，通常採用特製的支架把模型支撐起來，然後通過支架的調整來改變模型相對於氣流的方位。在本實用新型發明之前，支架一般採用尾撐、腹撐或背撐3種方式，現代風洞試驗模型採常用尾撐做主支撐系統。但是，支架的存在又必然對風洞中氣流流場產生幹擾。以尾撐支撐系統為例，它不僅改變了模型尾部的形狀，還幹擾了模型周圍的流場，且其剛度較小，易與氣流的低頻振蕩相耦合而使模型抖動，從而極大地影響試驗測量精度。這些誤差雖然可以採用試驗的方法來修正，但事實上很難做到完全修正。且支架除了幹擾模型附近的氣流流場外，在改變飛行器模型的各種角度，實現各種飛行姿態時都存在不同程度的困難，以致於無法測量到所關心的氣動カ參數，致使試驗失敗。
發明內容本實用新型的目的就在於克服上述缺陷，研製ー種應用於飛行器風洞試驗的並聯柔索牽引機構本實用新型的技術方案是應用於飛行器風洞試驗的並聯柔索牽引機構，其主要技術特徵在於飛行器模型上多點分別與多根柔索連接，多根柔索的另一端分別通過滑輪連接電鉸盤，多個滑輪分別連接在固定平臺上。飛行器模型呈「T」型，飛行器模型豎段的下端分別連接三根柔索，即第五柔索、第六柔索、第七柔索，該三根柔索另一端滑輪固定點在固定平臺上，呈三角形分布；飛行器模型橫段的左、右兩端分別連接ニ根柔索，即第三柔索、第四柔索，該ニ根柔索另一端滑輪固定點在固定平臺上方；飛行器模型橫段的中點兩側的ニ點分別連接ニ根柔索，即第一柔索、第二柔索，該ニ根柔索另一端滑輪固定點在固定平臺下方，該四固定點呈正方形分布。本實用新型的優點和效果在於只對原系統稍加改造便可實現模型姿態的變化，對空氣流場幹擾降低，模型可做大ー些，對其姿態的控制要容易，便於姿態角處於耦合時對動力學參數進行分析。本實用新型的其他具體優點和效果將在下面繼續說明。
[0010]圖I——本實用新型原理軸測示意圖。圖2-實現滾轉運動原理示意圖。圖3——實現俯仰運動原理示意圖。圖4——實現偏航運動原理示意圖。圖中各標號表示各部件關係如下固定平臺I、飛行器模型2、滑輪3、第一柔索4、第二柔索5、第三柔索6、第四柔索 7、第五柔索8、第六柔索9、第七柔索10。
具體實施方式
本發明創造的設計思路是為討論問題方便，將飛行器模型抽象成ー個「T」型末端執行器。縱軸與飛行器機身縱軸重合，繞其運動為滾轉運動，橫軸與機身縱軸垂直，繞其運動為俯仰運動，立軸分別與縱軸、橫軸垂直，繞其運動為偏航運動。採用7根並聯的高彈性模量的柔索來牽引飛行器模型，柔索一端通過鉸鏈與飛行器模型連接，另一端通過滑輪連接電絞盤，滑輪通過轉動副與固定平臺連接，通過電絞盤控制每根牽引柔索的長度來改變飛行器模型相對於氣流的方位，實現模型六自由度的位姿變化，仿真飛行器自由飛行時的效果。下面是具體說明。如圖I、圖2、圖3和圖4所示第一柔索4、第二柔索5、第三柔索6、第四柔索7，、第五柔索8、第六柔索9、第七柔索10與飛行器模型2上的各部位通過鉸鏈(圖中因為太小未畫，省略)連接，滑輪3 (固定點)與固定平臺I通過轉動副連接，本例中滑輪3與固定平臺I配對且有7對；第一柔索4、第二柔索5、第三柔索6、第四柔索7，、第五柔索8、第六柔索9、第七柔索10均繞過滑輪3與電絞盤連接，電絞盤在圖中省略未畫。固定平臺I即風洞壁。滑輪數與柔索數相同。具體的位置和連接關係是飛行器模型2 「T」字型頭部(豎段的下端)同時與第五柔索8、第六柔索9、第七柔索10通過鉸鏈連接，第五柔索8、第六柔索9、第七柔索10連接的固定平臺I上，均在右偵牝按照高、中、低排列；飛行器模型2橫段的兩端，ー個左上，ー個右下，分別與第三柔索6、第四柔索7通過鉸鏈連接，第三柔索6、第四柔索7連接的固定平臺I均在上方偏左；飛行器模型2橫向的中端兩側的連接點通過鉸鏈與第一柔索4、第二柔索5連接，第一柔索4、第ニ柔索5連接的固定平臺1，ー個在左下方，ー個在下方；所有的柔索的另一端均與電絞盤連接，由電絞盤控制變化長、短；所有固定平臺I均為風洞壁的不同位置。下面是本實用應用過程說明第一柔索4、第二柔索5、第三柔索6和第四柔索7與固定平臺I的連接點在風洞的同一斷面內，呈正方形分布，第五柔索8、第六柔索9、第七柔索10與固定平臺I的連接點在風洞的同一斷面內，呈正三角形分布，當需要改變飛行器模型2的姿態時，通過電絞盤控制第二柔索5、第三柔索6變短或長，第一柔索4、第四柔索7變長或短，從而實現飛行器模型2滾轉運動；當需要飛行器模型俯仰運動時，通過電絞盤控制第三柔索6或第四柔索7，第六柔索9或第七柔索10變短或變長，第七柔索10、第一柔索4或第三柔索6變長或變短，則實現飛行器模型2俯仰運動；通過電絞盤使得第二柔索5、第三柔索6變短(變長)，柔索9、5(7)變長(變短)實現飛行器模型2偏航運動。當需要改變飛行器模型2的位置時，通過電絞盤使得第五柔索8、第六柔索9、第七柔索10變短(變長)，第一柔索4、第二柔索5、第三柔索6、第四柔索7變長(變短)實現飛行器模型2沿縱軸的移動；通過電絞盤使得第三柔索6、第四柔索7、第五柔索8變短(變長)，第一柔索4、第二柔索5、第六柔索9、第七柔索10變長(變短)實現飛行器模型2沿立軸的移動；通過電絞盤使得第二柔索5、第七柔索10變短(變長)，第一柔索4、第六柔索9變長(變短)實現飛行器模型2沿橫軸的移動。從而實現了飛行器模型2六自由度的位姿變化。正是由於採用柔索牽引來代替傳統的支架，使得對氣流流場影響減小到最低，且較易實現飛行器模型姿態的變化，使飛行器模型風洞試驗數據更接近真實。本實用新型請求保護的範圍不受上述實施方式限制。
權利要求1.應用於飛行器風洞試驗的並聯柔索牽引機構，其特徵在於飛行器模型上多點分別與多根柔索連接，多根柔索的另一端分別通過滑輪連接電鉸盤，多個滑輪分別連接在固定平臺上。
2.根據權利要求I所述的應用於飛行器風洞試驗的並聯柔索牽引機構，其特徵在於飛行器模型呈「T」型，飛行器模型豎段的下端分別連接三根柔索，即第五柔索、第六柔索、第七柔索，該三根柔索另一端滑輪固定點在固定平臺上，呈三角形分布；飛行器模型橫段的左、右兩端分別連接二根柔索，即第三柔索、第四柔索，該二根柔索另一端滑輪固定點在固定平臺上方；飛行器模型橫段的中點兩側的二點分別連接二根柔索，即第一柔索、第二柔索，該二根柔索另一端滑輪固定點在固定平臺下方，該四固定點呈正方形分布。
專利摘要本實用新型涉及應用於飛行器風洞試驗的並聯柔索牽引機構。本實用新型技術方案是飛行器模型上多點分別與多根柔索連接，多根柔索的另一端分別通過滑輪連接電鉸盤，多個滑輪分別連接在固定平臺上。本實用新型解決了尾撐、腹撐或背撐方式中支架對氣流流場的影響所導致的風洞試驗帶來的失真的缺陷。本實用新型採用柔索牽引來代替傳統的支架，使得對氣流流場影響減小到最低，且較易實現飛行器模型姿態的變化，使飛行器模型風洞試驗數據更接近真實，對原系統稍加改造便可實現模型姿態的變化，對空氣流場幹擾降低，模型可做大一些，對其姿態的控制要容易，便於姿態角處於耦合時對動力學參數進行分析。
文檔編號G01M9/04GK202420817SQ20122002420
公開日2012年9月5日 申請日期2012年1月18日 優先權日2012年1月18日
發明者汪選要 申請人:汪選要