一种基于弧形弯刀迎角机构的高速风洞大迎角试验装置的制作方法

本发明涉及一种基于弧形弯刀迎角机构的高速风洞大迎角试验装置，属于航空气动力风洞特种试验。

背景技术：

1、高速风洞中试验模型的迎角机构主要有两种形式，一种是弧形弯刀结构形式，弯刀绕固定轴线做转动，弯刀上的模型支杆带动模型也做绕固定轴的转动，从而实现模型的迎角变化。另一种是托板结构形式，托板内布置复合四连杆机构，托板整体上下运动，通过杆系的运动传递，实现了模型的迎角变化。因受空间尺寸的限制，两种结构的迎角范围都有限，通常在40°左右，而大迎角试验，一般要求范围为0°-60°，因此现有的风洞迎角机构无法满足大迎角试验需求，大迎角试验都需要采用专门的迎角机构。

2、通常大迎角机构都比较复杂，要对风洞本身的迎角机构做较大的改动，一般由两个运动驱动源来实现大范围迎角变化，即一个机构实现模型的迎角变化，一个机构实现整体机构的水平运动，故在模型迎角增大过程中，整个迎角机构同时在向下做平移运动，这样才能实现模型在迎角增大过程中，模型在风洞试验段中的位置始终处于风洞轴线附近。

3、这种大迎角机构的特点是：机构庞大，控制复杂，尤其是针对现有风洞迎角支撑系统，如果做大迎角试验能力改造提升，需要对风洞本体做较大的改动，需要在风洞外部加装复杂的平移驱动机构以及大功率平移运动驱动源，而且大迎角试验时，要拆除原有的迎角机构，更换大迎角机构，每次试验更换工作耗时耗力大。

4、因此，亟需提出一种基于弧形弯刀迎角机构的高速风洞大迎角试验装置，以解决上述技术问题。

技术实现思路

1、本发明研发目的是为了针对现有风洞中的弯刀结构形式的迎角机构，设计的一种基于弧形弯刀迎角机构的高速风洞大迎角试验装置，解决对风洞本身的迎角机构不需改动，只需增加一部分运动机构，利用原有迎角机构的角度变化，就实现了模型的大迎角范围变化，满足风洞大迎角试验需求的问题，在下文中给出了关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。

2、本发明的技术方案：

3、一种基于弧形弯刀迎角机构的高速风洞大迎角试验装置，包括弧形弯刀、第一连杆、第二连杆、第三连杆、水平滑块、滑块连杆、垂直滑块、垂直滑轨和模型支杆，第一连杆中部与弧形弯刀铰接，第一连杆一端与第三连杆中部铰接，第一连杆另一端与滑块连杆固定连接，第三连杆一端安装有模型支杆，第三连杆另一端与第二连杆一端铰接，第二连杆另一端与弧形弯刀铰接，弧形弯刀、第一连杆、第二连杆和第三连杆共同构成四连杆机构，滑块连杆与水平滑块建立滑动连接，水平滑块与垂直滑块固定连接，垂直滑块与垂直滑轨滑动连接，垂直滑轨的两端与风洞洞壁建立固定连接。

4、优选的：所述弧形弯刀两端穿过风洞洞壁，其中一端与运动驱动源建立连接。

5、优选的：所述滑块连杆前后两端面均加工有滑槽，滑块连杆前后两侧的滑槽均与水平滑块建立滑动连接。

6、优选的：所述水平滑块上下两侧均转动安装有多个滑轮，滑轮与滑槽的内侧壁滑动贴合。

7、优选的：所述第三连杆包括直段和弯折段，直段端部连接有弯折段，直段分别与第一连杆和第二连杆铰接，弯折段的端部安装有模型支杆。

8、本发明具有以下有益效果：

9、1.本发明的一种基于弧形弯刀迎角机构的高速风洞大迎角试验装置简单且紧凑，安装和拆卸方便，满足经常性更换的使用条件要求的同时，稳定性高，大大提升了试验的准确性；

10、2.本发明只由一个运动驱动源就实现了模型的大范围角度变化，可以在风洞中实现模型的大迎角变化范围，操作更加简单快速，实用性更强；

11、3.本发明的运动驱动源完全利用风洞原有迎角机构驱动系统，应用该套试验装置在现有风洞中时，对风洞本身的迎角机构不需改动，只需替换本发明的高速风洞大迎角试验装置，利用原有迎角机构的角度变化，就实现了模型的大迎角。

技术特征：

1.一种基于弧形弯刀迎角机构的高速风洞大迎角试验装置，其特征在于：包括弧形弯刀（1）、第一连杆（2）、第二连杆（3）、第三连杆（4）、水平滑块（5）、滑块连杆（6）、垂直滑块（7）、垂直滑轨（8）和模型支杆（9），第一连杆（2）中部与弧形弯刀（1）铰接，第一连杆（2）一端与第三连杆（4）中部铰接，第一连杆（2）另一端与滑块连杆（6）固定连接，第三连杆（4）一端安装有模型支杆（9），第三连杆（4）另一端与第二连杆（3）一端铰接，第二连杆（3）另一端与弧形弯刀（1）铰接，弧形弯刀（1）、第一连杆（2）、第二连杆（3）和第三连杆（4）共同构成四连杆机构，滑块连杆（6）与水平滑块（5）建立滑动连接，水平滑块（5）与垂直滑块（7）固定连接，垂直滑块（7）与垂直滑轨（8）滑动连接，垂直滑轨（8）的两端与风洞洞壁（10）建立固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于弧形弯刀迎角机构的高速风洞大迎角试验装置，其特征在于：所述弧形弯刀（1）两端穿过风洞洞壁（10），其中一端与运动驱动源建立连接。

3.根据权利要求2所述的一种基于弧形弯刀迎角机构的高速风洞大迎角试验装置，其特征在于：所述滑块连杆（6）前后两端面均加工有滑槽（61），滑块连杆（6）前后两侧的滑槽（61）均与水平滑块（5）建立滑动连接。

4.根据权利要求3所述的一种基于弧形弯刀迎角机构的高速风洞大迎角试验装置，其特征在于：所述水平滑块（5）上下两侧均转动安装有多个滑轮（51），滑轮（51）与滑槽（61）的内侧壁滑动贴合。

5.根据权利要求4所述的一种基于弧形弯刀迎角机构的高速风洞大迎角试验装置，其特征在于：所述第三连杆（4）包括直段（41）和弯折段（42），直段（41）端部连接有弯折段（42），直段（41）分别与第一连杆（2）和第二连杆（3）铰接，弯折段（42）的端部安装有模型支杆（9）。

技术总结
一种基于弧形弯刀迎角机构的高速风洞大迎角试验装置，属于航空气动力风洞特种试验技术领域。其包括弧形弯刀、第一连杆、第二连杆、第三连杆、水平滑块、滑块连杆、垂直滑块、垂直滑轨和模型支杆，弧形弯刀、第一连杆、第二连杆和第三连杆共同构成四连杆机构，第三连杆装有模型支杆，滑块连杆与水平滑块滑动连接，水平滑块与垂直滑块固连，垂直滑块与垂直滑轨滑动连接，垂直滑轨的两端与风洞洞壁固连，解决对风洞本身的迎角机构不需改动，利用原有迎角机构的角度变化，就实现了模型的大迎角范围变化，满足风洞大迎角试验需求的问题，本发明简单且紧凑，安装和拆卸方便，满足经常性更换的使用条件要求的同时，稳定性高，大大提升了试验的准确性。

技术研发人员：潘金柱,孙牧原,刘帅,刘畅
受保护的技术使用者：中国航空工业集团公司沈阳空气动力研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13