一种用于机翼结冰粘附力测试的实验装置的制作方法

本发明涉及一种用于机翼结冰粘附力测试的实验装置，属于飞行器安全技术领域。

背景技术：

飞机在含有过冷水滴的云层中飞行时，机翼、尾翼前缘、螺旋桨、直升机旋翼叶片、发动机进气口、空速管、挡风玻璃等迎风面都有可能结冰。积冰冻粘附着在机翼前缘，会引起最大升力系数降低，失速攻角提前，并使飞机的阻力增加，升阻比下降；有试验表明，当机翼前缘有1.3cm的积冰时，飞机升力减小50％，阻力增加50％。因此，对机翼防除冰的研究尤为重要。

由于冰风洞的不断发展及改进，采用在冰风洞中进行防除冰研究可以得到更加真实可靠的实验数据，并能验证防/除冰理论研究。现有的结冰粘附力研究资料显示至今未有结冰粘附力理论的明确说明，对结冰粘附力的测量也由于不统一而存在分歧。基于对机翼表面结冰粘附力研究的要求，本发明设计了一种用于机翼结冰粘附力测试的实验装置，该装置可以应用在冰风洞中，并改变攻角进行结冰实验。

技术实现要素：

本发明专利主要针对现有结冰粘附力测试方法的不足，利用整体机翼表面结冰粘附力测量的方式，达到提供整体机翼结冰粘附力实验数据，辅助研究结冰粘附力理论的目的。本发明具有安装简单灵活，可用于飞机及直升机机翼结冰粘附力测试等特点，能够满足机翼在不同结冰条件下结冰粘附力测量的需要。

本发明采用的技术方案是：提供一种用于机翼结冰粘附力测试的实验装置，其特征在于：包括实验段箱体、滑杆、力传感器、支架、丝杠、手轮、攻角调节盘、机翼段件、机翼固定盘及机翼固定轴；其中实验段箱体中安装机翼段件，通过手轮及丝杠带动实验段箱体沿滑杆运动；攻角调节盘可对机翼攻角进行调节，结冰条件可通过实验箱支架连接固定的冰风洞进行调节。

所述的攻角调节盘可以任意调节机翼攻角进行结冰粘附力测量。

所述的扑翼式机翼可实现扑翼机的垂直起降功能。

所述的实验装置可以测量整段机翼结冰粘附力。

所述的实验装置采用力传感器测量实验段箱体与支架间压力突变值计算机翼结冰粘附力。

本发明的有益效果是：

1.本发明可以调节机翼攻角测量结冰粘附力；

2.本发明可以测量整段机翼结冰粘附力；

3.本发明采用力传感器测量压力突变值进行计算机翼结冰粘附力；

4.本发明具有安装简单灵活，可用于飞机及直升机机翼等各种结冰粘附力测试等。

附图说明

图1是本发明实验装置总体结构示意图。

图2是机翼段件示意图。

图3是机翼固定盘示意图。

图4是机翼固定轴示意图。

图5是实验段箱体示意图。

图6是支架示意图。

图中：

1.手轮2.丝杠3.实验段箱体4.力传感器5.滑杆6.支架7.攻角调节盘8.机翼段件9.机翼固定盘10.机翼固定轴安装孔11.机翼固定轴

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行进一步说明。

如图1所示，结冰粘附力实验装置通过支架6安装在冰风洞中，与冰风洞闭合回路连接可通过实验段箱体3进行连接，首先开启冰风洞，改变结冰条件，通过攻角调节盘7改变机翼段件8结冰时的攻角，在结冰时间内进行结冰；完成结冰后，通过手动操作手轮1，旋转丝杠2带动实验段箱体3沿滑杆5方向进行移动，实验段箱体3与支架6之间通过力传感器4进行测量压力，当机翼表面积冰完全脱落时，力传感器4所测数值发生突变，由最大值f0突变成f1，通过结冰粘附力计算公式求解结冰粘附力数值：

fice＝f1-f0

如图2-图6所示，机翼段件8通过机翼固定轴安装孔10内部安装机翼固定轴11。机翼固定轴11采用花键形式连接机翼段件8，同时靠近手轮端采用螺栓连接固定，右侧采用轴肩固定；机翼段件8在实验段箱体3安装采用两个同向安装的机翼固定盘9，在调节攻角并安装好机翼固定盘9后，在连接手轮端安装螺栓进行紧固。图中机翼固定轴11在连接支架6处均采用滚珠轴承，在说明书附图中未标明。

技术特征：

技术总结
本发明提供一种用于机翼结冰粘附力测试的实验装置，部件包括：实验段箱体、滑杆、力传感器、支架、丝杠、手轮、攻角调节盘、机翼段件、机翼固定盘及机翼固定轴；其中实验段箱体中安装机翼段件，通过手轮及丝杠带动实验段箱体沿滑杆运动；攻角调节盘可对机翼攻角进行调节，结冰条件可通过实验箱支架连接固定的冰风洞进行调节；本装置通过在冰风洞中机翼段件结冰后，手动加载移动实验段箱体，通过预先标定的力传感器测量实验箱体对支架压力的变化值，求得机翼表面结冰粘附力。本发明具有安装简单灵活，可用于飞机及直升机机翼结冰粘附力测试等特点，能够满足不同结构机翼在不同结冰条件下结冰粘附力测量的需要。

技术研发人员：张以都;陈龙;吴琼
受保护的技术使用者：北京航空航天大学
技术研发日：2017.07.05
技术公布日：2019.01.15