[发明专利]一种飞机附加升力模拟装置及其控制方法

说明书

本发明涉及一种飞机附加升力模拟装置，属于航空理论教学技术领域。包括副翼附加升力模拟机构、尾翼附加升力模拟机构、支撑座、摇摆机构，其中，副翼附加升力模拟机构包括结构相同第一变距涵道螺旋桨和第二变距涵道螺旋桨，两个螺旋桨的旋转分别由两个旋翼直流减速电机驱动，两个螺旋桨的桨距角由两个桨距角控制步进电机驱动，尾翼附加升力模拟机构包括结构相同的第一滚转翼和第二滚转翼，滚转翼包括中心轴，中心轴前后两端均安装有十字型桨叶架，两个十字型桨叶架上安装有四个桨叶，中心轴前端设有用于实现桨叶偏转的偏置机构。本发明能够复现飞机附加升力发生、耦合和控制。

技术领域

本发明涉及一种飞机附加升力模拟装置，属于飞行训练技术领域。

背景技术

附加升力是控制飞机飞行的基本要素，在地面教学中，通常通过静态展示、虚拟展现等方式呈现，目前，未见利用实体结构模拟附加升力的公开文献。而实际的教学训练中，在很多情境下，需要复现飞机在空中的状态控制，特别是对不稳定状态飞机的控制，缺乏实体附加升力模拟技术，难以创建针对性强的教学训练条件，影响教学训练效果。

发明内容

本发明为了解决在地面模拟飞机附加升力的问题，提出了一种能够复现飞机附加升力发生、耦合和控制的飞机附加升力模拟装置。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种飞机附加升力模拟装置，其特殊之处在于包括副翼附加升力模拟机构、尾翼附加升力模拟机构、支撑座17、摇摆机构，其中，副翼附加升力模拟机构包括结构相同第一变距涵道螺旋桨1和第二变距涵道螺旋桨2，两个螺旋桨的旋转分别由两个旋翼直流减速电机驱动，两个螺旋桨的桨距角由两个桨距角控制步进电机驱动，两个变距涵道螺旋桨相对的一面均安装有第一转轴3，两个第一转轴3一端插装于横臂4内，横臂4与摇摆机构连接，尾翼附加升力模拟机构包括结构相同的第一滚转翼5和第二滚转翼6，两个滚转翼安装于滚转翼支架7上，滚转翼包括中心轴22，中心轴22前后两端均安装有十字型桨叶架23，两个十字型桨叶架23上安装有四个桨叶24，中心轴22前端设有用于实现桨叶24偏转的偏置机构25，偏置机构25由安装于滚转翼支架7上的桨叶垂向偏转角控制步进电机29驱动，桨叶架23由滚转翼直流减速电机30驱动，旋翼直流减速电机、桨距角控制步进电机、桨叶垂向偏转角控制步进电机29、滚转翼直流减速电机30均受控于自动控制器，自动控制器通过主机与操纵杆连接；

所述飞机附加升力模拟装置还包括脚舵，脚舵通过主机与自动控制器连接，自动控制器驱动桨叶横向偏转角控制步进电机工作，桨叶横向偏转角控制步进电机控制偏置机构25横向动作；

所述自动控制器为PLC或者单片机；

所述摇摆机构包括小十字型连接件8、大十字型连接件9，小十字型连接件8实现横臂4与纵轴10固定连接，纵轴10穿过大十字型连接件9后通过高度调节机构连接滚转翼支架7首端，纵轴10与大十字型连接件9之间安装有速度阻尼器31，大十字型连接件9通过横轴11安装于U型支臂12上，U型支臂12底部安装有垂直轴13，垂直轴13底部转动安装于支撑座17上，位于U型支臂12外侧的横轴11的两端安装有俯仰平衡弹簧14，俯仰平衡弹簧14长度方向与U型支臂12的高度方向平行，U型支臂12外侧设有能上下调节位置的第一U型插销15，垂直轴13底部安装有偏航平衡弹簧16，偏航平衡弹簧16长度方向与纵轴10平行，支撑座17上表面安装有能调节相对垂直轴13距离的第二U型插销18；

所述高度调节机构包括与纵轴10相连接的高度调节块19，高度调节块19内插装有高度调节板20，沿着高度调节块19高度方向开设有两列高度调节孔32，高度调节板20设有两列宽度相同的高度调节孔，高度调节板20通过连接板21与滚转翼支架7相连接；

所述偏置机构25包括偏置环26及设于偏置环26外圆周上的四个十字型布局的偏置杆27，偏置环26套于偏置轴28上，偏置杆27一端铰接于桨叶24上。

本发明的飞机附加升力模拟装置的控制方法，其特殊之处在于包括以下步骤：

1)模拟飞机滚转