一种活塞式螺旋桨副作用演示教具制造技术

本实用新型专利技术公开了一种活塞式螺旋桨副作用演示教具，包括：装有螺旋桨的飞机模型、电机、升降舵、方向舵、测力天平、双轴转台、支座、风速发生装置、烟雾。通过该演示装置可直观地观察到活塞式螺旋桨滑流、反作用力矩、进动以及气流斜吹等副作用的产生和作用效果，通过不断调整方向舵和升降舵角度，使得测力天平的方向和俯仰力矩逐渐为零，演示如何修正、消除滑流带来的影响，通过将电机正反转和测力天平数据，展示活塞式螺旋桨反作用力矩，通过双轴转台上飞机模型的直观运动演示飞行中的进动现象及影响，通过有色烟雾和测力天平数据演示气流斜吹的作用。本教具将理论与实践结合，明显提升教学效果。该教具还具有观测方便，演示效果好，成本低，操作简单，携行性好等优点。携行性好等优点。携行性好等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种活塞式螺旋桨副作用演示教具


[0001]本技术属于飞机空气动力学和飞行力学教学领域，涉及到飞机空气动力学、飞行力学教学研究的重要手段——模拟演示，具体涉及一种活塞式螺旋桨副作用演示教具。

技术介绍

[0002]模拟演示是一种增强学员直观感性认识的重要教学手段。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实际飞行时出现的一些重要现象进行形象描述，观看视频又缺乏代入感，单独的实验教学或参观，无论是时间还是效果上都很难保证，而模拟演示可以对一些重要的飞行现象、概念、定义结合课堂授课即时教学。螺旋桨式飞机在实际飞行时会出现四种副作用：滑流、反作用力矩、进动以及气流斜吹。滑流是指被螺旋桨拨动而向后加速和扭转的气流，对飞机实际飞行影响很大，螺旋桨旋向不同，对飞行造成的影响也不同，需要进行相应操纵方可消除螺旋桨滑流带来的副作用，比如某初教机由于螺旋桨滑流的作用，在起飞滑跑时需要蹬左舵修正航向。螺旋桨在转动中会产生旋转阻力，旋转阻力对桨轴形成的力矩就是螺旋桨的反作用力矩，这个力矩通过发送机传给飞机，使飞机向螺旋桨旋转的反方向倾斜。对于螺旋桨式飞机来说，当飞机俯仰转动或偏转时，也就是桨轴方向改变时，会由于螺旋桨的陀螺效应产生陀螺力矩使机头绕另一个轴转动，这种现象即为螺旋桨的进动。螺旋桨式飞机在飞行时，飞行速度方向与桨轴方向不平行及气流斜着吹向螺旋桨，这种现象称为气流斜吹，在气流斜吹情况下，螺旋桨会产生拉力力矩和侧力力矩，对飞行有一定影响。飞行学员在校期间缺乏实际飞行训练，对很多飞行现象的认识主要停留在理论层面，虽然后续设有飞行训练，不过无形中会增加培养时间。传统的课堂授课，学员看到或听到的是视频动画或理论讲解，对活塞式螺旋桨副作用难有直观的认识和感知。而现场教学，一是时间有限，二是结合理论效果也较差。
[0003]鉴于此，如何设计一种简易可行、方便易用、演示效果直观及方法良好的活塞式螺旋桨副作用演示教具具有重要意义。

技术实现思路

[0004]本技术的目的在于提供一种活塞式螺旋桨副作用演示教具，该教具不仅适用于课堂演示教学，而且对于科普教学等也具有参考、借鉴实用价值。
[0005]为解决传统课堂授课以及现场教学中存在的矛盾和问题，更好的为战抓教，缩短人才培养时间，本技术提出了一种活塞式螺旋桨副作用演示教具，该教具包括：装有螺旋桨的飞机模型、电机、升降舵、方向舵、测力天平、双轴转台、支座、风速发生装置、烟雾，电机固定于飞机模型中，升降舵与飞机模型的水平安定面连接，方向舵与飞机模型的垂直安定面连接，升降舵与方向舵安装完成后角度均可调，测力天平与飞机模型、双轴转台连接，测力天平不仅可以测量飞机模型受到的作用力，还可测量飞机模型的力矩，双轴转台与支座连接，双轴转台带有锁紧装置，风速发生装置置于螺旋桨前方，有色烟雾放置在风速发生
装置和螺旋桨之间。通过此教具，可模拟演示活塞式螺旋桨飞机在实际飞行时出现的滑流、反作用力矩、进动以及气流斜吹等副作用的产生、效果，结合相应的理论讲述，让学员对活塞式螺旋桨副作用的原理有一个深刻认知，为后续飞行奠定良好基础。
[0006]优选的，电机为可调速的。电机转速可调使该装置模拟演示时更加接近实际飞行，而转向可调则可通过一套装置演示不同旋向类型的实际飞行，通过旋向对比让学员对活塞式螺旋桨副作用的产生及作用原理有深刻理解。采用小型或微型电机，一方面可以有效降低成本，另外还考虑到作为教具使用时的便携性。
[0007]优选的，飞机模型机身为中空式。飞机模型中空，不仅可以快捷地拆装电机，而且可以减轻模型重量，便于携带，也便于实现模块化组装。
[0008]优选的，电机置于飞机模型中，使得组装后的整套模型外形符合实际的螺旋桨式飞机，而且可消除电机外置对气流造成的干扰，演示效果会更加符合实际飞行。
[0009]优选的，升降舵角度可调。螺旋桨滑流会影响飞机的俯仰平衡，通过调整升降舵角度，不仅在调节升降舵角度过程中可演示如何消除螺旋桨滑流对俯仰平衡的影响，而且结合舵偏角可讲述推杆、拉杆相应操作，为后续实际飞行和操纵奠定基础。
[0010]优选的，方向舵角度可调。螺旋桨滑流主要影响飞机的方向平衡，通过调整方向舵角度，不仅在调节方向舵角度过程中可演示如何消除螺旋桨滑流对方向平衡的影响，而且结合舵偏角可讲述左蹬舵、右蹬舵操作，为后续更好更快进入飞行奠定基础。
[0011]优选的，测力天平为测量力和力矩的设备，飞机飞行时不仅会有各种气动力的作用，还会有这些气动力作用下的力矩，螺旋桨副作用产生的气动力作用在飞机模型上便会有力矩产生，比如滑流会产生俯仰及方向力矩，反作用力矩会产生使飞机滚转的效应，正是这些力矩影响了飞机平衡，通过测力天平数据以及直观的模型运动展示各种副作用产生的原理，帮助学员加深对知识的理解与运用。
[0012]优选的，双轴转台带有锁紧装置。双轴转台自身带有一定阻尼，从而避免飞机模型和测力天平安装之后发生转动，不过在电机跟风速发生装置启动后，双轴转台的锁紧装置主要是保障滑流、气流斜吹与反作用力矩现象演示时的平台稳定性，以使结果更加科学合理。
[0013]优选的，风速发生装置为可调速的风速发生装置。风速发生装置具体为小微型轴流风机或小微型离心风机，采用小型或微型轴流风机或小微型离心风机，一方面可以有效降低成本，另外还考虑到作为教具使用时的便携性。当然，也可使用电风扇等风速发生装置。
[0014]优选的，烟雾有色。螺旋桨式飞机实际飞行时产生的滑流和气流斜吹会使飞机受到相应作用力，这在测力天平上可以看出，而在来流中施加有色烟雾有助于学员对扭转和倾斜的气流有更为直观的认识。
[0015]通过本技术的一种活塞式螺旋桨副作用演示教具，以测力天平的力矩数据结合有色烟雾的流动，让学员明白实际飞行时螺旋桨滑流副作用产生的原因，而通过升降舵和方向舵的角度调节，逐步修正、消除滑流影响，让学员对实际飞行时的杆舵协调操纵有深刻理解。通过将电机正反转和测力天平数据，展示螺旋桨反作用力矩的产生和影响，让学员对实际飞机尾部旋翼或重心偏置等设计有更为深刻的理解。通过双轴转台上飞机模型俯仰或偏航时的直观运动演示螺旋桨飞机飞行中的进动现象及影响。通过有色烟雾和测力天平
数据演示气流斜吹的作用和影响。本教具将理论与实践结合，明显提升教学效果。本教具可很好的模拟演示活塞式螺旋桨滑流、反作用力矩、进动以及气流斜吹等副作用的产生和作用效果，而且具有观测方便，演示效果好，成本低，操作简单，携行性好等特点，能很好的满足教学要求。
附图说明
[0016]图1为活塞式螺旋桨副作用演示教具组成示意图。
具体实施方式
[0017]下面结合附图，具体介绍一下本技术的具体实施方式。
[0018]实施例1
[0019]一种活塞式螺旋桨副作用演示教具，如图1所示，具体包括：装有螺旋桨1的飞机模型2、电机3、升降舵4、方向舵5、测力天平6、双轴转台7、支座8、风速发生装置9、烟雾10，螺旋桨1与电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种活塞式螺旋桨副作用演示教具，其特征在于，包括：装有螺旋桨(1)的飞机模型(2)、电机(3)、升降舵(4)、方向舵(5)、测力天平(6)、双轴转台(7)、支座(8)、风速发生装置(9)、烟雾(10)，所述螺旋桨(1)与电机(3)相连接，电机固定于飞机模型(2)中，所述升降舵(4)与飞机模型(2)的水平安定面连接，方向舵(5)与飞机模型(2)的垂直安定面连接，测力天平(6)与飞机模型(2)、双轴转台(7)连接，双轴转台(7)与支座(8)连接，风速发生装置(9)置于螺旋桨(1)前方，烟雾(10)放置在风速发生装置(9)和螺旋桨(1)之间。2.如权利要求1所述的一种活塞式螺旋桨副作用演示教具，其特征在于，电机(3)为可调速的。3.如权利要求1所述的一种活塞式螺旋桨副作用演示教具，其特征在于，飞机模型(2)机身...

【专利技术属性】
技术研发人员：柳文林，张保雷，刘书岩，潘子双，宋志杰，王平，
申请(专利权)人：中国人民解放军海军航空大学，
类型：新型
国别省市：