具有气动反效的翼制造技术

本发明专利技术提供了一种具有气动反效的翼，其中包括一柔性翼，该柔性翼包括：多个并排设置的翼段；贯穿所述多个翼段的一根柔性翼梁。本发明专利技术还提供了一种气动反效发生装置，其包括：支持装置；柔性翼，以可旋转的方式与所述支持装置相耦合。所述的具有气动反效的翼可以方便的产生明显的操纵反效现象。其中，单一贯穿的翼梁和分段翼段，使得翼的扭转刚度、刚心位置均较容易掌握；选择开口梁作为单一贯穿的翼梁，使得翼具有较小的扭转刚度和足够大的弯曲刚度，进而使发生器在较低风速下便可以产生操纵反效现象；可以更换具有不同对称偏角的副翼，进而证实操纵反效的反效速度不受副翼偏角影响；卡盘式机身使发生器具有了翼可方便拆卸更换的特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种操纵反效发生器，具体涉及气动弹性领域中具有气动反效 的翼。
技术介绍
操纵反效是气动弹性领域中已经得到了比较深入的研究的一个课题，对反 效产生的机理以及预防措施也都有了比较成功的探索。但迄今却没有人去对操 纵反效的发生装置进行开发，这样不仅对进一步深入科研反效这种现象有不利 影响，而且也使得对反效现象的工程利用变得无从谈起。如何设计一种操纵反效发生器，使其可以满足如下要求，是亟待解决的课题之一(1)、完成合理的方案设计和精确的计算，在此基础上制作出与设计理念 相符、与计算所得数据相接近的实际操纵反效发生器。诸如发生器的装配、实 验方式等必须符合设计理念，而翼扭转刚度、刚心与气动中心的位置、副翼反 对称偏角等各项实际数据都要尽可能的与计算所得数据接近。(2 )、设计并制作出的操纵反效发生器要能够在教学实验条件所允许的范 围内，比较容易的按照操纵反效理论和设计要求、尽可能真实的模拟出应有的 现象；并要以一定的精度来感应风速。(3 )、操纵反效发生器要能够在原有支架及卡槽式机身不换的情况下安装 多种刚心位置不同的翼，甚至在翼也不换的情况下，要能安装多对不同反对称 偏角的副翼。这样也方便用来感应一定范围的风速，成为一种单纯机械机构的 风速感应器。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种操纵反效发生器，即具有气动反效的翼，其可 以方便的产生操纵反效现象。本专利技术的目的通过以下技术方案来实现根据本专利技术的一个方面，提供了一种具有气动反效的翼，其初始外形对应 于在一种具体的空气动力环境下的空气动力学效果，其特征在于所述翼具有提高其柔性的结构。根据本专利技术的一个实施例，所述的具有气动反效的翼，其中包括一柔性翼。所述柔性翼包括多个并排设置的翼段；贯穿所述多个翼段的一根柔性翼梁。 优选的，所述翼梁是开口梁。优选的，每一个所述翼段包括至少一个肋片，每一个所述肋片均开有孔， 且所有这些孔的形心与所述翼的气动中心的距离均相等；所述翼梁穿过所述孔。 至少一部分所述孔的尺寸大于所述柔性翼梁截面的轮廓的尺寸。根据本专利技术的一个实施例，在所述柔性翼的两端处反对称地安装有两块腹 板，两个可更换的副翼分别固定在所述的两块腹板上。所述副翼包括副翼肋片， 所述翼肋片的前端形成有第一矩形卡槽，所述腹板上形成有第二矩形卡槽，所 述第一矩形卡槽和第二矩形卡槽配合安装，所述第一矩形卡槽相对所述副翼肋 片形成一定的偏角。根据本专利技术的另一个方面，提供了一种气动反效发生装置，其特征在于， 其包括支持装置；柔性翼，以可旋转的方式与所述支持装置相耦合。根据本专利技术的一个实施例，所述柔性翼包括多个并排设置的翼段；贯穿 所述多个翼段的一根柔性翼梁。根据本专利技术的一个实施例，所述支持装置包括卡盘式机身，其上可拆卸 地安装所述柔性翼；以及发生器支架，其中的两根转轴沿着所述卡盘式机身的 中心轴线安装在所述卡盘式机身的两侧。优选的，所述卡盘式机身包括两个特殊机身隔框，其上开有第三矩形卡 槽，用于插接所述柔性翼的一翼段；翼卡罩，其被设置为可以绕着一固定的后 锁紧销转动，并可以被一可拆卸的前锁紧销锁紧，锁紧时，所述翼卡罩和所述 卡盘式机身的一机身侧板形成翼型形状的孔，以配合安装所述柔性翼。优选的，所述的气动反效发生装置，其中，在所述柔性翼的展向端处安装 有一转速测量仪。本专利技术的有益效果主要体现在1、 目前绝大多数的风速感应器都是通过光或电传导来感应的，但本专利技术的 发生器可以只通过机械机构来感应和判断一定的风速范围，并显示很明显的正 反向滚转现象。2、 单一贯穿的翼梁和分段翼段，使得翼的扭转刚度、刚心位置均较容易掌 握，在不影响气动外形的情况下使翼的结构数据、气动数据和理论计算的数据 一致。3、 选择开口梁作为单一贯穿的翼梁，使得翼具有较小的扭转刚度和足够大的弯曲刚度，进而使发生器在较低风速下便可以产生#:纵反效现象。4、 采用了固定式的、可更换的副翼，所以可以更换具有不同对称偏角的副 翼，进而证实操纵反效的反效速度不受副翼偏角影响。5、 卡盘式机身使发生器具有了翼可方便拆卸更换的特点。6、 该发生器具有结构精巧又简单、制作方便、制作成本低等的特点，可以 用于机械风速感应器。附图说明图1是本专利技术的具有气动反效的翼的一个具体实施例的结构示意图2是柔性翼的结构示意图3是柔性翼梁的结构示意图4是加强梁的结构示意图5是柔性翼的翼身相交处的翼段的结构示意图6是柔性翼的翼根处的翼段的结构示意图7是柔性翼的左右半翼中段的翼段的结构示意图8是柔性翼的翼端处的翼段的结构示意图9是腹板的结构示意图IO是固定式副翼的结构示意图11是副翼肋片的结构示意图12是卡盘式机身的结构示意图13是普通机身隔框的结构示意图14是特殊机身隔框的结构示意图15显示了翼卡罩和机身侧板所形成的翼型形状的孔。具体实施例方式从本专利技术所涉及的一^:原理上看，所谓的"正效，，，就是翼的初始外形所对 应的空气动力学效果(即翼为理想刚性情况下的空气动力学效果)，即在具体的 空气动力环境下所发生的效果，例如扭转。而所谓的"反效，，，是由于翼在所述 空气动力环境下的柔性变形而发生的对正效的反动。本专利技术在这个原理的理解 的基础上，提出了柔性可调控的翼设计技术方案。下面结合附图详细说明本专利技术的具体实施方式。图1以示例性的方式，显示了本专利技术的操纵反效发生器，即具有气动反效 的翼，的一个具体实施例，其包括柔性翼l、可更换的固定式副翼3、卡盘式 机身4以及发生器支架5。另外，为了达到测试的目的，还可包括转速测量仪2。如图2所示，在图l的实施例中，柔性翼l包括单一贯穿的柔性翼梁6、 翼身相交处的加强梁7、 一个置于翼身相交处的翼段8、两块腹板9、多个(诸 如16个)对称分布于卡盘式机身4两侧的翼段，包括位于柔性翼1翼根处的翼 段10、 11，位于柔性翼1左右半翼中段的翼段12，位于柔性翼l翼端处的翼段 13、 14。柔性翼l的翼展、弦长、翼型均影响该操纵反效发生器的反效风速。如图3所示，为了增大柔性，翼梁6采用开口梁(即梁的截面为非闭合形)， 梁的截面是凹槽状。采用开口梁能提高梁的扭转柔性，同时保证足够的弯曲刚 度。该梁的扭转刚度直接影响操纵反效发生器的反效风速，所以可通过扭转实 验选定。如图4所示，翼身相交处的加强梁7外形为长方体；在一个具体实施例中， 加强梁7为木质的。该加强梁7可以镶嵌在柔性翼梁6的凹槽中，起到加强柔 性翼梁6的与卡盘式机身4相交段的扭转刚度的作用，使柔性翼梁6的该段不 产生扭转。如图5至图8所示，根据本专利技术的一个实施例，多个翼段8、 10、 11、 12、 13、 14各有多个肋片。每个翼段的所有肋片均开有方孔，且所有方孔形心与翼 型气动中心的距离均相等；(该距离的大小直接影响装置的反效风速，且本领域 的人员可以通过相应的理论计算得出)，但方孔的尺寸却不一致。如图5所示，翼身相交处的翼段8由多片(例如四片)翼肋15、若干根(例 如七根)桁条16以及蒙板构成。多片翼肋15各开有与翼梁截面尺寸相符的方 孔17,整个翼段可以通过这些方孔与柔性翼梁6固连，防止柔性翼梁6在该固 连处的扭转，并且该翼段可以和卡盘式机身4配合安装。位于柔性翼1翼根处的翼段10、 ll的结构是一致的，如图6所示，其均由 例如两片肋片18、 1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有气动反效的翼，其初始外形对应于在一种具体的空气动力环境下的空气动力学效果，其特征在于：所述翼具有提高其柔性的结构。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴志刚，陈洪磊，杨超，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]