[发明专利]一种旋翼水洞试验装置

说明书

本发明公开了一种旋翼水洞试验装置，包括：电机组件、储液组件、动力传输组件、染色液传输组件和旋翼组件，所述电机组件的转矩输出端通过所述动力传输组件与所述旋翼组件的转矩输入端连接，所述储液组件的出液端通过所述染色液传输组件与所述旋翼组件的进液端连通；本发明通过设置动力传输组件，方便于变换桨盘平面与水流角度，同时兼顾前飞状态和垂直飞行状态；通过设置染色液传输组件，使得染色液能够流入旋转桨叶，通过设置旋翼组件使得染色液能够在桨叶尖部流动。

技术领域

本发明涉及动力学试验领域，具体涉及一种旋翼水洞试验装置。

背景技术

旋翼是直升机的主要升力面和操纵面，在旋翼桨尖溢出的桨尖涡对旋翼的诱导速度场起着主要作用。与固定翼翼尖涡相比，旋翼的桨尖涡会非常靠近桨叶，并且会以较慢的速度远离桨叶。旋翼桨尖涡的位置、形状以及强度对旋翼的性能、桨叶载荷、振动水平和旋翼噪声等有显著影响。

旋翼桨尖涡的本质是三维非定常的，与PIV、片光等2维平面流场测量手段相比，水洞试验能够显示桨尖涡的三维轨迹，能对旋翼桨尖涡三维轨迹的时空演化特性进行直观、准确的测量。因此，研究建立旋翼尾迹水洞显示的试验方法具有重要的理论与实用价值。

目前国内的直升机旋翼水洞试验装置的桨叶旋转平面与水流方向平行，仅仅能开展侧向来流的试验，且桨叶安装角固定，不能同时对前飞状态和垂直飞行状态进行试验。

发明内容

本发明所要解决的问题是仅仅能开展侧向来流的试验，目的在于提供了一种旋翼水洞试验装置，解决了不能同时模拟直升飞机两种飞行状态的问题。

一种旋翼水洞试验装置，包括：电机组件、储液组件、动力传输组件、染色液传输组件和旋翼组件，所述电机组件的转矩输出端通过所述动力传输组件与所述旋翼组件的转矩输入端连接，所述储液组件的出液端通过所述染色液传输组件与所述旋翼组件的进液端连通。

所述动力传输组件包括直线动力传输组件和变向动力传输组件，所述直线动力传输组件的转矩输入端与所述电机组件的转矩输出端固定连接，所述直线动力传输组件的转矩输出端与所述变向动力传输组件的转矩输入端固定连接，所述变向动力传输组件的转矩输出端与所述旋翼组件的转矩输入端固定连接。

所述电机组件的中轴线与所述旋翼组件的中轴线相交。

具体地，所述变向动力传输组件包括主动锥齿轮、从动锥齿轮和变向齿轮箱，所述主动锥齿轮和所述从动锥齿轮均设置在所述变向齿轮箱内，且所述主动锥齿轮和所述从动锥齿轮均与所述变向齿轮箱可转动连接，所述主动锥齿轮的转矩输入端与所述直线动力传输组件的转矩输出端固定连接，所述主动锥齿轮锥面和所述从动锥齿轮的锥面齿纹啮合，所述从动锥齿轮的转矩输出端为所述变向动力传输组件的转矩输出端。

优选地，所述主动锥齿轮的中轴线与所述从动锥齿轮的中轴线之间的夹角等于所述电机组件的中轴线与所述旋翼组件的中轴线之间的夹角，所述主动锥齿轮和所述从动锥齿轮的传动比为1:1。

优选地，所述直线动力传输组件包括多个依次串联连接的直轴，相邻的两个所述直轴之间通过联轴器固定连接。

具体地，所述染色液传输组件包括前段传输管路、滑环和后段传输管路，所述变向动力传输组件的转矩输出端与所述旋翼组件的转矩输入端通过所述滑环连接，所述储液组件的出液端通过所述前段传输管路与所述滑环的进液端连通，所述滑环的出液端通过所述后段传输管路与所述旋翼组件的进液端连通。

具体地，所述滑环包括滑环套和滑环轴，所述滑环轴同轴设置在所述滑环套内，所述滑环轴的外侧面与所述滑环套的内侧面动密封连接，所述滑环套与所述动力输出组件固定连接，所述滑环轴的动力输入端与所述变向动力传输组件的转矩输出端固定连接，所述滑环轴的动力输出端与所述旋翼组件的转矩输入端固定连接。

所述滑环套的内侧面设置有环形腔，所述滑环套的外侧面设置有与所述环形腔连通的进液口，所述滑环套的进液口与所述前段传输管路连通。