一种带后缘小翼的翼型动态失速主动控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种带后缘小翼的翼型动态失速主动控制装置，涉及流体流动控制技术领域，包括：翼型中央件，所述翼型中央件两侧均安装有后缘小翼驱动单元；后缘小翼，所述后缘小翼两侧分别与翼型中央件两侧的后缘小翼驱动单元可转动连接；控制系统，所述控制系统用于同步控制后缘小翼驱动单元运动；本发明专利技术，采用伺服电机直接驱动后缘小翼，利用电子凸轮实现后缘小翼任意轨迹方程的调节，从而实现后缘小翼更高效的控制，提高后缘小翼控制参数的调节精度，简化后缘小翼振荡参数的调节方式，提高装置的试验风速和后缘小翼振荡频率，实现后缘小翼任意轨迹方程的调节。小翼任意轨迹方程的调节。小翼任意轨迹方程的调节。

【技术实现步骤摘要】
一种带后缘小翼的翼型动态失速主动控制装置


[0001]本专利技术涉及流体流动控制
，具体涉及一种带后缘小翼的翼型动态失速主动控制装置。

技术介绍

[0002]本节中的陈述仅提供与本公开相关的背景信息，并且可能不构成现有技术。
[0003]直升机在前飞过程中，旋翼桨距随方位角的改变会导致桨叶叶素的来流迎角发生周期性变化，特别是高速前飞状态旋翼后行侧桨叶将产生明显的动态失速现象；动态失速发生时，桨叶上表面前缘涡（Leading edge vortex, LEV）周期性的形成、对流和脱落会引起压力场的非线性扰动，并导致桨叶升力、阻力和俯仰力矩的突然变化；升力和阻力的激增会限制直升机气动性能的提升和飞行速度的提高，交变的气动力和力矩会诱发桨叶的振动甚至失速颤振，进而影响设备的使用寿命和飞行安全，因此改善旋翼动态失速现象，降低动态失速带来的影响，对于提升直升机的性能具有重要价值。
[0004]为克服动态失速对旋翼性能的不利影响，研究人员针对旋翼桨叶的运动特征，通过对翼型外形开展非定常设计实现了旋翼动态失速特性的改善，但是旋翼性能不仅受翼型外形的影响，还与三维流场、旋翼结构特性等密切相关，因此为突破传统外形设计无法满足全工作状态旋翼性能需求的壁垒，主动流动控制策略被引入了旋翼设计中。其中后缘小翼(Trailing edge flap, TEF)控制通过改变小翼的偏转角实现翼型外形的动态调节以适应不同迎角的需要，由于小翼驱动机构与主动控制小翼(Active control flap, ACF)很相似，因此有望通过一套机构同时解决旋翼的动态失速和振动问题，并且后缘小翼控制因结构简单、维护方便等优点具有很好的工程应用前景，已成为改善动态失速的一条重要途径；利用后缘小翼控制旋翼的动态失速，基本原理就是在旋翼桨叶的的后缘布置可偏转运动的后缘小翼，通过控制后缘小翼的振荡幅值、平衡迎角、振荡频率及偏转轨迹实现翼型气动外形的动态变化，以适应不同迎角的需要，从而实现动态失速过程中气动载荷的动态调节。
[0005]目前在针对动态失速控制的研究中，设计了多种带后缘小翼的翼型装置，其中，部分采用三段设计，其由于模型尺寸和安装空间的限制，电机从一侧直接驱动后缘小翼，严重限制了电机的尺寸和功率，使得小翼只能采用ABS材料，功率和材料的限制使得该装置不能开展高风速（高雷诺数）和高振荡频率（高减缩频率）的试验。
[0006]同时，也有采用电机带动偏心轮旋转，进而带动往复滑块做直线运动，往复滑块远离偏心轮的一端有齿条，齿条与传动齿轮组啮合，后缘小翼内设置有与传动齿轮组啮合的小齿轮，齿条带动传动齿轮组旋转，进而带动后缘小翼做正弦振荡运动，该装置通过手动更换偏心轮上偏心销的位置，实现后缘小翼不同振荡幅值的调节，通过手动更换齿条的位置，实现平衡迎角的调节，通过调节电机转速实现振荡频率的调节。该装置由于采用偏心轮机构实现电机的圆周运动向齿条的直线运动转换，因此只能实现后缘小翼的正弦振荡，而通过手动调整内部部件的位置实现小翼振荡参数的变化过于繁琐，且精度较低，不能满足任意后缘小翼振荡轨迹方程的需要，因此基于该模型只能开展有限条件的试验。此外，由于模
型内部空间的限制，单台电机驱动仍存在功率不足的限制，无法满足更高振荡频率的需要。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于：针对现有技术中存在的问题，提供了一种带后缘小翼的翼型动态失速主动控制装置，采用多台伺服电机直接驱动后缘小翼，利用电子凸轮实现后缘小翼任意轨迹方程的调节，从而实现后缘小翼更高效的控制，提高后缘小翼控制参数的调节精度，简化后缘小翼振荡参数的调节方式，提高装置的试验风速和后缘小翼振荡频率，实现后缘小翼任意轨迹方程的调节，从而解决了上述问题。
[0008]本专利技术的技术方案如下：一种带后缘小翼的翼型动态失速主动控制装置，包括：翼型中央件，所述翼型中央件两侧均安装有后缘小翼驱动单元；后缘小翼，所述后缘小翼两侧分别与翼型中央件两侧的后缘小翼驱动单元可转动连接；控制系统，所述控制系统用于同步控制后缘小翼驱动单元运动。
[0009]进一步地，所述翼型中央件两侧设置有容置空间，所述后缘小翼驱动单元安装在容置空间内。
[0010]进一步地，所述后缘小翼驱动单元，包括：安装框架，所述安装框架上设有伺服电机和齿合带传动机构，通过所述齿合带传动机构将伺服电机输出的动力传输至后缘小翼，控制后缘小翼转动。
[0011]进一步地，所述后缘小翼两侧均设置有传动轴。
[0012]进一步地，所述齿合带传动机构，包括：主动带轮，所述主动带轮与伺服电机输出轴连接；从动带轮，所述从动带轮与传动轴连接；带齿同步带，所述带齿同步带将主动带轮和从动带轮传动连接，通过带齿同步带驱动后缘小翼转动。
[0013]进一步地，所述控制系统为电子凸轮，通过所述电子凸轮同步控制两侧的伺服电机的转动，实现后缘小翼振荡幅值、平衡迎角、振荡频率和振荡轨迹方程的控制。
[0014]进一步地，两个后缘小翼驱动单元对称布置在翼型中央件两侧。
[0015]进一步地，所述安装框架上设有供传动轴穿过的传动孔，所述传动孔内安装有轴承。
[0016]进一步地，所述安装框架上还设有供伺服电机输出轴穿过的输出孔。
[0017]与现有的技术相比本专利技术的有益效果是：1、一种带后缘小翼的翼型动态失速主动控制装置，采用伺服电机直接驱动后缘小翼，利用电子凸轮实现后缘小翼任意轨迹方程的调节，从而实现后缘小翼更高效的控制，提高后缘小翼控制参数的调节精度，简化后缘小翼振荡参数的调节方式，提高装置的试验风速和后缘小翼振荡频率，实现后缘小翼任意轨迹方程的调节。
[0018]2、一种带后缘小翼的翼型动态失速主动控制装置，采用双伺服电机双端同步驱动，提高了驱动功率，实现更高的试验风速和振荡频率。
[0019]3、一种带后缘小翼的翼型动态失速主动控制装置，采用齿合带传动机构直接驱动
后缘小翼，简化机构，避免人工操作引入误差，提高可靠性。
[0020]4、一种带后缘小翼的翼型动态失速主动控制装置，由于采用伺服电机直接驱动，可通过电子凸轮方便实现任意振荡幅值、平衡迎角、振荡频率和振荡轨迹方程的控制。
附图说明
[0021]图1为一种带后缘小翼的翼型动态失速主动控制装置的局部结构示意图；图2为一种带后缘小翼的翼型动态失速主动控制装置的结构示意图。
[0022]附图标记：1
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翼型中央件，2
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后缘小翼，3
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容置空间，4
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安装框架，5
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伺服电机，6
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传动轴，7
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主动带轮，8
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伺服电机输出轴，9
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从动带轮，10
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带齿同步带。
具体实施方式
[0023]需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种带后缘小翼的翼型动态失速主动控制装置，其特征在于，包括：翼型中央件(1)，所述翼型中央件(1)两侧均安装有后缘小翼驱动单元；后缘小翼(2)，所述后缘小翼(2)两侧分别与翼型中央件(1)两侧的后缘小翼驱动单元可转动连接；控制系统，所述控制系统用于同步控制后缘小翼驱动单元运动。2.根据权利要求1所述的一种带后缘小翼的翼型动态失速主动控制装置，其特征在于，所述翼型中央件(1)两侧设置有容置空间(3)，所述后缘小翼驱动单元安装在容置空间(3)内。3.根据权利要求2所述的一种带后缘小翼的翼型动态失速主动控制装置，其特征在于，所述后缘小翼驱动单元，包括：安装框架(4)，所述安装框架(4)上设有伺服电机(5)和齿合带传动机构，通过所述齿合带传动机构将伺服电机(5)输出的动力传输至后缘小翼(2)，控制后缘小翼(2)转动。4.根据权利要求3所述的一种带后缘小翼的翼型动态失速主动控制装置，其特征在于，所述后缘小翼(2)两侧均设置有传动轴(6)。5.根据权利要求4所述的一种带后缘小翼的翼型动态失速主动控制装置，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李国强，宋奎辉，吴霖鑫，赵鑫海，黄志银，杨永东，
申请(专利权)人：中国空气动力研究与发展中心低速空气动力研究所，
类型：发明
国别省市：