[发明专利]用于风洞自由滚转振动试验的测量装置及其测量方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种用于风洞自由滚转振动试验的测量装置及其测量方法。

背景技术：

跨声速飞机突然机翼失速问题在美国大部分飞机发现过。飞机突然机翼失速就是左右机翼失速情况不一致，左右机翼升力不同，产生了滚转力矩，突然机翼失速能够导致横向非指控运动：沉机翼，机翼下落，机翼摇滚。但直到飞机在飞行中经历了机翼下落现象，机翼突然失速问题才引起足够重视，美国专门成立了专项组对此问题进行了大量研究，研究的主要手段是风洞试验，首先通过风洞试验预测飞机发生机翼下落的飞行区域，对不同的模型构型进行预测试验，找出对机翼下落不敏感的模型构型。但风洞试验还需要对跨声速飞机横向失稳运动进行研究，在飞机设计阶段解决该问题，避免在真实飞行中带来危害。

发明内容：

本发明的目的是提供一种用于风洞自由滚转振动试验的测量装置及其测量方法。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

一种用于风洞自由滚转振动试验的测量装置，其组成包括：旋转轴，所述的旋转轴安装在支撑杆上并由两个深沟球轴承支撑，所述的旋转轴的一端连接天平支杆，所述的天平支杆连接五分量天平，所述的旋转轴的尾部安装限位杆和电磁离合器活动端，所述的旋转轴尾端通过角度编码器连接编码器支座；所述的支撑杆尾部安装电磁离合器固定端，所述的支撑杆尾端安装连接接头，所述的连接接头安装在风洞试验段支架上。

所述的用于风洞自由滚转振动试验的测量装置，所述的旋转轴通过法兰连接所述的天平支杆。

所述的用于风洞自由滚转振动试验的测量装置，所述的支撑杆尾部通过法兰安装在所述的连接接头上。

所述的用于风洞自由滚转振动试验的测量装置，所述的电磁离合器活动端和旋转轴尾部通过键连接。

一种用于风洞自由滚转振动试验的测量装置的测量方法，首先，组装并调整测量装置：支撑杆上的两个深沟球轴承支撑着旋转轴在滚转方向自由振动，电磁离合器活动端和电磁离合器固定端分别安装在旋转轴和支撑杆尾部后，随即调整所述的电磁离合器活动端与电磁离合器固定端之间的缝隙至0.5mm，此时所述的电磁离合器活动端、电磁离合器固定端、旋转轴、支撑杆形成整体并通过法兰安装于连接接头；同时，将天平支杆连接于所述的旋转轴，而所述的天平支杆的另一端连接于五分量天平，再将所述的五分量天平前端连接飞机模型；

第二，电磁离合器未通电，旋转轴可以自由旋转，当离合器通电时所述的离合器活动端和电磁离合器固定端吸合，旋转轴被锁住，无法实现转动；进行风洞试验，吹风之前，电磁离合器处于通电状态，旋转轴被锁住，风洞流场稳定之后，电磁离合器断电，旋转轴处于自由状态，并通过摄像装置和所述的角度编码器得到飞机模型在不同条件下自由状态时的振动情况；

第三，通过所述的五分量天平的测量元件在不同位置粘贴的应变片组成的电桥，来测量飞机模型振动时所受到的气动力载荷；并通过所述的旋转轴尾端安装的角度编码器测量飞机模型自由滚转风洞实验时的振动幅值，若实验时出现电磁离合器失控的情况，所述的旋转轴尾部安装的限位杆能够限制其最大振幅，限位杆对飞机模型进行保护，防止模型连续旋转而损坏。

所述的用于风洞自由滚转振动试验的测量装置的测量方法，所述的五分量天平为一块高强度钢材整体加工而成。

有益效果：

1. 本发明利用电磁离合器活动端、电磁离合器固定端、旋转轴、支撑杆形成整体，而支撑杆上的两个深沟球轴承支撑着旋转轴在滚转方向自由振动，这种自由滚转振动测量装置总体结构布局合理，安装方便，能准确地完成飞机模型自由滚转振动试验时的气动特性的测量。

本发明采用了电磁离合器控制旋转轴的制动，而电磁离合器活动端和电磁离合器固定端分别安装在旋转轴和支撑杆尾部后，使整个装置具有设计科学、结构合理、富有创意的优点，同时，整个试验结构紧凑，电磁离合器活动端与电磁离合器固定端之间的缝隙精确至0.5mm，具有体积小、低功耗、成本低廉，性能稳定、所得试验结果可靠的优点，环境适用性和实用性强，具有较好的发展前景。

附图说明：

附图1是本发明的结构示意图。

附图2是本发明的电磁离合器活动端和电磁离合器固定端的安装结构示意图。

附图3是限位杆机械限位的结构示意图。