[发明专利]一种机翼失速现象的模拟教学装置

说明书

本发明提供了应用于流体力学教学领域的一种机翼失速现象的模拟教学装置，通过模拟正常飞行状态下的有、无实物气流现象，以及失速状态下的有、无实物气流现象，可辅助学员更加直观地了解翼面气流状态，在无实物模拟中，可直观观测到正常飞行和失速状态下的有色烟雾流向状态，在有实物模拟中，通过测风件在正常气流下以及分离气流下做出的差别实物反映，可使学员进一步了解到两种情况下气流流速和方向的差别状态，以此通过多组不同情况的模拟对照，可有效辅助学员对飞机升力原理以及失速状态的理解，大大提高了教学效果。

技术领域

本申请涉及流体力学教学领域，特别涉及一种机翼失速现象的模拟教学装置。

背景技术

模拟演示就是对一些实物进行逼真化，由于客观原因，飞行学员课堂教学无法将飞机的某些部件搬入教室，而模拟演示可以对一些重要的装置、概念、定义结合课堂授课即时教学。

飞机升力主要由机翼产生，升力产生的原理可用伯努利定理解释，然而纯粹的理论讲解过于抽象，不易理解。正常情况下，风力流经机翼上翼面时，气流会加快，速度越快，压力越小，从而在机翼上下形成气压差，产生升力，而飞机失速是因为迎角过大造成气流分离，流经翼面的气流由于逆压梯度与粘性作用发生分离，造成上翼面分离处压力上升，因而致使升力骤然下降，飞机进入失速状态。

专利号CN202010719866.3公开的《一种用于机翼升力和表面流动的实验及模拟演示装置》，通过多管压力计可直观地展示所测机翼模型上下表面压力与大气压的压差，从而进行机翼升力原理实验和课堂模拟演示，而通过支撑机构不断增大机翼模型迎角，再结合有色烟雾流动显示技术，又可进行飞机失速实验和课堂模拟演示，将理论与实践结合，大力提升实验及教学效果。

但上述演示装置只是直接地测试气体压力，由于气体压力与翼面气流状态有关，而对于气流流动状态，只是通过有色烟雾难以清楚明显地让学员观测到气流的流速以及方向变化，不易让学员直观地理解机翼失速原理。

发明内容

本申请目的在于解决现有模拟教学装置难以让学员清晰了解到飞机失速时机翼表面气流变化这一问题，相比现有技术提供一种机翼失速现象的模拟教学装置，包括透明箱，透明箱的内部从左至右依次固定连接有导烟箱、导流格栅和风机，导烟箱和导流格栅之间设有机翼模型，机翼模型通过转轴转动连接于透明箱的内部，且转轴一端活动贯穿透明箱并延伸至外界，透明箱的左端固定连接用于储存有色烟雾的储烟箱，透明箱的上下内壁均固定连接有竖筒，一对竖筒分别位于机翼模型的上下两侧，竖筒靠近机翼模型的一端固定连接有柔性垫，竖筒的内部固定连接有定板，定板靠近机翼模型的一端固定连接有弹性绳，弹性绳的端部活动贯穿柔性垫并固定连接有测风件；

导烟箱包括箱板，箱板的内部开设有汇气腔，汇气腔靠近机翼模型的内壁开设有两组竖直分布的烟孔，竖筒位于其中一组烟孔的正右侧，汇气腔的内部滑动连接有主阻烟板，主阻烟板的上端依次贯穿汇气腔内壁和透明箱并延伸至外界，汇气腔的上内壁和透明箱的上端均开设有供主阻烟板活动的主滑孔，导流格栅靠近机翼模型的一侧设有副阻烟板，副阻烟板的上端自内向外活动贯穿透明箱并与主阻烟板之间固定连接有连杆，透明箱的上端开设有供副阻烟板活动的副滑孔。

一种机翼失速现象的模拟教学装置，其使用方法为：

S1、正常飞行时，无实物气流现象模拟：

将机翼模型调节成正常飞行姿态，移动连杆，使主阻烟板封堵在正对着竖筒的一组烟孔孔口处，然后向储烟箱内注入足量的有色烟雾；

启动风机，有色烟雾通过导烟箱正对着机翼模型溢出，通过视觉观察有色烟雾流动现象，以此演绎机翼正常飞行时的翼面气流状态；

S2、正常飞行时，以实物反映气流的现象模拟：

保持机翼模型正常飞行姿态，移动主阻烟板，使其封堵在另一组烟孔孔口处；