一种风洞实验阵风发生装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种风洞实验阵风发生装置，涉及飞行器风动实验研究领域，能够实现阵风载荷减缓主动控制风洞实验研究所需要的阵风流场环境，为飞行器的结构设计以及提高飞行器的安全性、舒适性提供重要的理论依据。本发明专利技术包括：阵风发生器为纵向阵风发生器，可在垂直方向产生稳定的简谐流场，主要由驱动机构、叶栅摆动机构、控制系统和机架组成。本发明专利技术适用于实验阵风发生领域。

【技术实现步骤摘要】
一种风洞实验阵风发生装置
本专利技术涉及飞行器阵风风洞实验研究领域，尤其涉及一种风洞实验阵风发生装置。
技术介绍
飞行器阵风风洞实验对风场具有特定的要求，一般要求飞行器前方的来流是非定常且随时间变化的非均匀气流。为了在风洞实验中实现所需要的阵风环境，通常要在风洞口安装特定的阵风发生装置。较为常规的做法是在风洞出口处设计一套通过电机带动四杆机构驱动的叶栅，通过叶栅的摆动来改变风洞出口处的来流方向，从而实现垂直方向风速的变化。该方法设计的阵风发生器往往依附于风洞安装，灵活性较差，无法针对飞行器的大小、形状以及在风场的特殊要求，调节阵风发生器到实验模型之间的距离、高度，从而调节实验模型所处于的流场范围。同时，该方法设计的阵风发生器往往只能产生一种或少数幅值类型的阵风环境，产生的阵风类型比较单一。综上，现有技术中的阵风发生器安不能独立安装，必须依附于风洞，灵活性差，并且阵风的产生方式单一，所产生的阵风不能真实的模拟现实中的气流变化，满足实验对阵风的要求。
技术实现思路
本专利技术提供一种风洞实验阵风发生装置，能够实现阵风载荷减缓主动控制风洞实验研究所需要的阵风流场环境。一种风洞实验阵风发生装置，包括：驱动机构、叶栅摆动机构、控制系统和机架，所述机架内部上方设置机栅摆动机构,防止对隔离反射板（20）的安装造成干涉影响，叶栅摆动机构连接所述控制系统,所述控制系统连接所述驱动机构。进一步的，叶栅摆动机构包括中间叶栅（7）、两侧叶栅（9）、齿轮（8）、叶栅驱动机构（14），中间叶栅（7）的轴垂直于齿轮（8），并且和齿轮（8）固定安装，中间叶栅（7）和两侧叶栅（9）通过叶栅驱动机构（14）连接。进一步的，叶栅驱动机构（14）包括卧式轴承座（141）、连杆安装板（143）、螺栓调心轴承（144）和第二连杆（145），两侧叶栅（9）的轴通过卧式轴承座（141）和连杆安装板（143）连接，连杆安装板（143）通过螺栓调心轴承（144）和第二连杆（145）连接。进一步的，所述驱动机构包括同步带轮(2)、第一连杆(4)、齿条(5)、滑块(6)，同步带轮（2）连接第一连杆(4)，第一连杆(4)连接齿条（5），齿条（5）和齿轮（8）啮合，齿条（5）设置在滑块（6）上，所述机架上设置和所述滑块（6）配合的导轨。进一步的，同步带轮（2）上设置若干个与轴心距离不同的通孔，利用所述通孔和第一连杆（4）配合连接，能够改变曲柄的长度，以达到改变叶栅摆动机构最大摆角的目的。进一步的，所述控制系统包括电机(19)、变频器和主轴（1），主轴（1）和同步带轮（2）紧固连接，电机（19）连接并驱动主轴（1），所述变频器连接电机（19）。进一步的，所述机架均采用4080工业铝型材。进一步的，所述机架底部还安装脚轮(15)和蹄脚(16)，脚轮（15）和蹄脚(16)能够方便移动、保持稳固、便于调节高度。进一步的，电机（19）安装编码器，测量电机（19）的实际转速，中间叶栅（7）下端安装编码器，测量摆动频率和摆动幅值。本专利技术的有益效果为：能够独立于风洞安装，实现多种叶栅摆幅角，使得经过阵风发生器的流场更加丰富。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1是本专利技术装置的传动机构结构示意图；图2是本专利技术装置的同步带轮具体安装结构示意图；图3是本专利技术装置的叶栅摆动机构结构示意图；图4是本专利技术装置的叶栅与顶部的驱动机构具体安装结构示意图；图5是本专利技术装置的脚轮和蹄脚配合安装结构示意图；图6是本专利技术装置的总体结构示意图。图中，1-主轴，2-同步带轮，3-卧式轴承座，4-第一连杆，5-齿条，6-滑块，7-中间叶栅，8-齿轮，9-两侧叶栅，10-齿条安装板，11-机架，12-螺栓调心轴承，13-锁紧螺钉，14-叶栅驱动机构，15-脚轮，16-蹄脚，17-脚轮蹄脚安装板，18-T型螺栓，19-三相变频电机，20-反射隔离板，141-卧式轴承座座，142-锁紧螺钉，143-连杆安装板，144-螺栓调心轴承，145-第二连杆，146-压紧螺母。具体实施方式为使本领域技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合具体实施方式对本专利技术作进一步详细描述。本实施例提供了一种风洞实验阵风发生装置，包括驱动机构、叶栅摆动机构、控制系统和机架。驱动机构包括主轴1、同步带轮2、卧式轴承座3、第一连杆4、齿条5和滑块6。第一连杆4与同步带轮2、第一连杆4与齿条5均通过螺栓调心轴承12连接。同步带轮2上开有7组与轴心距离不同的螺纹孔，如图2所示，能够改变曲柄的长度，以达到改变叶栅摆幅的目的。第一连杆4和同步带轮2通过螺栓轴承12实现连接，螺栓轴承12带螺纹一端与同步带轮2连接，另一端通过卧式轴承座3夹紧固定，卧式轴承座固定于连杆一端。所述叶栅摆动机构包括中间叶栅7、两侧叶栅9、叶栅驱动机构14以及用于驱动叶栅转动的齿轮8，如图3所示。所采用的叶栅为三组NACA0018的翼型，展长300mm，弦长200mm，两侧叶栅9到中间叶栅7的轴心距离为300mm。中间叶栅7为主动叶栅，通过叶栅驱动机构14带动两侧从动叶栅9实现同步运动。为保证叶栅高频摆动时的安全性，在另一侧增加第二连杆145，形成对称的平行四边形。叶栅驱动机构14安装在机架上端，以防止对隔离反射板的安装造成干涉影响。叶栅驱动机构14和叶栅的具体安装结构如图4所示，一方面通过叶栅驱动机构14中的连杆安装板143和叶栅轴的轴肩纵向接触并由压紧螺母146压紧，实现传动；另一方面通过卧式轴承座141和锁紧螺钉142配合横向紧固叶栅轴。采用纵向和横向配合相结合的方式驱动叶栅，不仅可以增大与轴的接触面积，从而增大摩擦力，防止在叶栅高频运动时出现打滑。另外，在叶栅最初安装时，还能调整三个叶栅的初始角度，保证三个叶栅的具有相同的初始角度。为增加叶栅的摆角范围，叶栅的驱动采用可更换使用的两种规格的齿轮，配合上述同步带轮上7组与轴心距离不同的螺纹孔，总共可实现14种叶栅摆幅角，使经过阵风发生器的流场更加丰富多样化。所述控制系统包括三相变频电机19和变频器。三相变频电机接380V交流电，功率为1.5KW，具有恒功率调频和恒转速调频两种调速方式，变频器变频范围0~500Hz。为获得电机转速与变频器调频的关系，在电机上加装光电编码器，以测量电机的实际转速。另外在中间叶栅的下端同样装有光电编码器，用来测量的叶栅的摆动频率和摆动幅值。所述机架11均采用4080工业铝型材，并通过T型螺栓加固在一起。在铝型材设有U型槽，通过T型螺栓和强力角件配合可以任意调整工件在铝型材上的位置，非常灵活方便。另外在阵风发生器底部还安装有脚轮15和蹄脚16，如图5所示，并通过T型螺栓18紧固于阵风发生器底端。脚轮使阵风发生器移动起来更加方便；蹄脚一方面可以保证阵风发生器的稳固性，另一方面还可以调节阵风发生器的高度，脚轮和蹄脚配合使用可保证实验模型位于合适的流场区域内。为了使经过叶栅摆动产生的流场具有更好的稳定性，在叶栅的两端还设立了两片平行隔离反射板20，如图6所示，用来减少外部气流的干扰。综上，本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种风洞实验阵风发生装置，其特征在于，包括：驱动机构、叶栅摆动机构、控制系统和机架，所述机架内部上方设置机栅摆动机构,叶栅摆动机构连接所述控制系统,所述控制系统连接所述驱动机构，所述机架顶部安装反射隔离板（20）。

【技术特征摘要】
1.一种风洞实验阵风发生装置，其特征在于，包括：驱动机构、叶栅摆动机构、控制系统和机架，所述机架内部上方设置机栅摆动机构,叶栅摆动机构连接所述控制系统,所述控制系统连接所述驱动机构，所述机架顶部安装反射隔离板（20）。2.根据权利要求1所述的一种风洞实验阵风发生装置，其特征在于，叶栅摆动机构包括中间叶栅（7）、两侧叶栅（9）、齿轮（8）、叶栅驱动机构（14），中间叶栅（7）的轴垂直于齿轮（8），并且和齿轮（8）固定安装，中间叶栅（7）和两侧叶栅（9）通过叶栅驱动机构（14）连接。3.根据权利要求2所述的一种风洞实验阵风发生装置，其特征在于，叶栅驱动机构（14）包括卧式轴承座（141）、连杆安装板（143）、螺栓调心轴承（144）和第二连杆（145），两侧叶栅（9）的轴通过卧式轴承座（141）和连杆安装板（143）连接，连杆安装板（143）通过螺栓调心轴承（144）和第二连杆（145）连接。4.根据权利要求1所述的风洞实验阵风发生装置，其特征在于，所述驱动机构包括同...

【专利技术属性】
技术研发人员：芮俊俊，孙旭炳，于明礼，李明，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32