專(zhuān)利名稱(chēng)：氣動(dòng)升力演示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氣動(dòng)升力演示裝置。
背景技術(shù)：
空氣動(dòng)力學(xué)一門(mén)抽象而復(fù)雜的科學(xué)，簡(jiǎn)潔形象的教學(xué)用升力演示裝置能夠幫助初學(xué)者理解概念，對(duì)無(wú)形的空氣產(chǎn)生的實(shí)實(shí)在在的升力有一個(gè)直觀(guān)具體的認(rèn)識(shí)。現(xiàn)需要一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、適應(yīng)范圍廣、演示效果直觀(guān)的教學(xué)演示裝置能夠起到節(jié)省經(jīng)費(fèi)、提高教學(xué)效果的作用的氣動(dòng)升力演示裝置。

發(fā)明內(nèi)容
基于以上不足之處，本發(fā)明的目的在于提供一種氣動(dòng)升力演示裝置，滿(mǎn)足在多種實(shí)驗(yàn)條件下進(jìn)行空氣動(dòng)力學(xué)教學(xué)中氣動(dòng)升力效果演示的要求。本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種氣動(dòng)升力演示裝置，包括上定位環(huán)、升力平衡彈簧、導(dǎo)向桿、上直線(xiàn)軸承擋環(huán)、翼形體、直線(xiàn)軸承、下直線(xiàn)軸承擋環(huán)、導(dǎo)向片、重力平衡彈簧、下定位環(huán)和連接座，所述的導(dǎo)向桿上帶有導(dǎo)向槽，導(dǎo)向桿的底端緊固在連接座上，上定位環(huán)緊固在導(dǎo)向桿的上端，升力平衡彈簧套在導(dǎo)向桿上其一端與上定位環(huán)連接，下定位環(huán)緊固在導(dǎo)向桿的下端，重力平衡彈簧套在導(dǎo)向桿上其一端與下定位環(huán)連接；翼形體的弦長(zhǎng)三分之一處開(kāi)有鏤空的孔，孔上安裝有直線(xiàn)軸承，上直線(xiàn)軸承擋環(huán)、直線(xiàn)軸承和下直線(xiàn)軸承擋依次套在導(dǎo)向桿上，上直線(xiàn)軸承擋環(huán)和下直線(xiàn)軸承擋環(huán)分別與直線(xiàn)軸承的上下端連接，翼形體的下廓線(xiàn)面固定連接有導(dǎo)向片，導(dǎo)向片的導(dǎo)向端位于導(dǎo)向桿的導(dǎo)向槽內(nèi)，升力平衡彈簧的另外一端與上直線(xiàn)軸承擋環(huán)相接觸，重力平衡彈簧的另外一端與下直線(xiàn)軸承擋環(huán)相接觸。所述的上定位環(huán)和下定位環(huán)的在導(dǎo)向桿上的位置能夠調(diào)節(jié)。本發(fā)明的氣動(dòng)升力演示裝置采用模塊化設(shè)計(jì)方式，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔、零部件少，采用直線(xiàn)軸承作為核心運(yùn)動(dòng)部件減小了運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的阻尼，使本裝置能夠在較小的實(shí)驗(yàn)風(fēng)速條件下達(dá)到較理想的氣動(dòng)升力演示效果。本發(fā)明的氣動(dòng)升力演示裝置的翼形體的翼形設(shè)計(jì)可使翼形體內(nèi)部有適當(dāng)?shù)目臻g安裝直線(xiàn)軸承等部件，同時(shí)又可減小結(jié)構(gòu)尺寸、降低自重使翼形體在較低實(shí)驗(yàn)風(fēng)速下產(chǎn)生足夠的升力。重力平衡彈簧和升力平衡彈簧的彈力可以通過(guò)相應(yīng)定位環(huán)靈活調(diào)節(jié)。演示效果也可通過(guò)更換不同重力平衡彈簧和升力平衡彈簧來(lái)實(shí)現(xiàn)，升力平衡彈簧涂裝成紅色使不同風(fēng)速下升力演示效果更加直觀(guān)。


圖1為本發(fā)明的整體示意圖；圖2為圖1的左視圖；圖3為圖1中直線(xiàn)軸承等部分的局部放大圖；圖4為翼形體的翼形廓線(xiàn)示意圖5為圖1的A向視圖；圖6為圖5導(dǎo)向片等部分的局部放大視圖；圖7為導(dǎo)向桿和上定位環(huán)的連接方式示意圖。
具體實(shí)施例方式結(jié)合附圖，給出如下具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的說(shuō)明。一種氣動(dòng)升力演示裝置，將帶導(dǎo)向槽的鋼制導(dǎo)向桿(3)焊接在圓盤(pán)形的帶筋板的連接座(12)上，作為裝置的基體部件；通過(guò)旋緊下定位環(huán)(11)上的緊定螺釘將下定位環(huán)
(11)緊定在導(dǎo)向桿⑶上端的適當(dāng)位置；安裝選定好的用來(lái)平衡翼形體(5)重力的重力平衡彈簧(10);采用制作航模用的輕質(zhì)木材作為翼形體(5)的主體框架，翼形體(5)的表面蒙皮采用玻璃鋼材質(zhì)由簡(jiǎn)易磨具壓制成形，在翼形體(5)弦長(zhǎng)三分之一處貫穿開(kāi)有圓孔安裝直線(xiàn)軸承(6)，上直線(xiàn)軸承擋環(huán)(4)、直線(xiàn)軸承(6)和下直線(xiàn)軸承擋環(huán)(7)套在導(dǎo)向桿(3)上，上直線(xiàn)軸承擋環(huán)(4)和下直線(xiàn)軸承擋環(huán)(7)分別與直線(xiàn)軸承(6)的上下端連接，在翼形體(5)的下廓線(xiàn)面安裝導(dǎo)向片(9)，利用連接螺釘(8)將導(dǎo)向片(9)與翼形體(5)連接在一起，升力平衡彈簧(2)的另外一端與上直線(xiàn)軸承擋環(huán)(4)相接觸，重力平衡彈簧(10)的另外一端與下直線(xiàn)軸承擋環(huán)(11)相接觸；通過(guò)旋緊上定位環(huán)(I)上的緊定螺釘將上定位環(huán)
(I)緊定在導(dǎo)向桿上端的適當(dāng)位置。如圖1所示，導(dǎo)向桿(3)和連接座(12)是整個(gè)裝置運(yùn)動(dòng)的基體和導(dǎo)向元件。直線(xiàn)軸承(6)使機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的阻尼大大減小，從而增加演示需要的升力。教學(xué)演示時(shí)升力平衡彈簧(2)被翼形體(5)產(chǎn)生的升力壓縮，從而使翼形體(5)在彈力和升力平衡時(shí)保持穩(wěn)定。當(dāng)風(fēng)力停止時(shí)重力平衡彈簧(10)可緩沖翼形體(5)下落產(chǎn)生的沖擊力，避免翼形體
(5)遭到損壞。如圖2所示，裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，翼形體(5)在上升過(guò)程中受導(dǎo)向桿(3)和升力平衡彈簧(2)的約束，運(yùn)動(dòng)十分平穩(wěn)。如圖3所示，導(dǎo)向片(9)在導(dǎo)向桿(3)上的導(dǎo)向槽中自由上下滑動(dòng)，避免了翼形體
(5)在上升過(guò)程中可能出現(xiàn)的繞導(dǎo)向桿(3)的轉(zhuǎn)動(dòng)。如圖4所示，利用翼形體(5)上廓線(xiàn)面上空氣流動(dòng)速度高，下廓線(xiàn)面空氣流動(dòng)速度低，從而產(chǎn)生山下壓強(qiáng)差使翼形體(5)上升。本裝置采用了可使翼形體(5)內(nèi)部有合適的空間安裝直線(xiàn)軸承(6)等部件，同時(shí)又可減小結(jié)構(gòu)尺寸、降低自重使翼形體(5)在較低風(fēng)速下產(chǎn)生足夠的升力翼形結(jié)構(gòu)。如圖5所示，導(dǎo)向桿(3)設(shè)置在翼形體(5)的中位面上三分之一弦長(zhǎng)處。如圖6所示，導(dǎo)向桿(3)和導(dǎo)向片(9)采用小間隙配合使翼形體(5)能沿著導(dǎo)向桿(3)靈活的上下運(yùn)動(dòng)。如圖7所示，通過(guò)旋緊上定位環(huán)(I)的緊定螺釘將其固定在導(dǎo)向桿(3)上。本發(fā)明升力元件質(zhì)量輕，安裝、操作簡(jiǎn)單，演示效果明顯。在不同的風(fēng)速條件下，可明顯觀(guān)察到被涂裝成紅色的升力平衡彈簧(2)被壓縮的程度顯著不同。在不同的演示實(shí)驗(yàn)條件下，可通過(guò)更換彈簧和調(diào)節(jié)定位環(huán)的位置來(lái)適應(yīng)不同的要求。
權(quán)利要求
1.一種氣動(dòng)升力演示裝置，包括上定位環(huán)、升力平衡彈簧、導(dǎo)向桿、上直線(xiàn)軸承擋環(huán)、翼形體、直線(xiàn)軸承、下直線(xiàn)軸承擋環(huán)、導(dǎo)向片、重力平衡彈簧、下定位環(huán)和連接座，其特征在于所述的導(dǎo)向桿上帶有導(dǎo)向槽，導(dǎo)向桿的底端緊固在連接座上，上定位環(huán)緊固在導(dǎo)向桿的上端，升力平衡彈簧套在導(dǎo)向桿上其一端與上定位環(huán)連接，下定位環(huán)緊固在導(dǎo)向桿的下端，重力平衡彈簧套在導(dǎo)向桿上其一端與下定位環(huán)連接；翼形體的弦長(zhǎng)三分之一處開(kāi)有鏤空的孔，孔上安裝有直線(xiàn)軸承，上直線(xiàn)軸承擋環(huán)、直線(xiàn)軸承和下直線(xiàn)軸承擋依次套在導(dǎo)向桿上，上直線(xiàn)軸承擋環(huán)和下直線(xiàn)軸承擋環(huán)分別與直線(xiàn)軸承的上下端連接，翼形體的下廓線(xiàn)面固定連接有導(dǎo)向片，導(dǎo)向片的導(dǎo)向端位于導(dǎo)向桿的導(dǎo)向槽內(nèi)，升力平衡彈簧的另外一端與上直線(xiàn)軸承擋環(huán)相接觸，重力平衡彈簧的另外一端與下直線(xiàn)軸承擋環(huán)相接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氣動(dòng)升力演示裝置，其特征在于所述的上定位環(huán)和下定位環(huán)的在導(dǎo)向桿上的位置能夠調(diào)節(jié)。
全文摘要
一種氣動(dòng)升力演示裝置，包括上定位環(huán)、升力平衡彈簧、導(dǎo)向桿、上直線(xiàn)軸承擋環(huán)、翼形體、直線(xiàn)軸承、下直線(xiàn)軸承擋環(huán)、導(dǎo)向片、重力平衡彈簧、下定位環(huán)和連接座，所述的導(dǎo)向桿上帶有導(dǎo)向槽，翼形體的弦長(zhǎng)三分之一處開(kāi)有鏤空的孔，孔上安裝有直線(xiàn)軸承，上直線(xiàn)軸承擋環(huán)、直線(xiàn)軸承和下直線(xiàn)軸承擋依次套在導(dǎo)向桿上，上直線(xiàn)軸承擋環(huán)和下直線(xiàn)軸承擋環(huán)分別與直線(xiàn)軸承的上下端連接，翼形體的下廓線(xiàn)面固定連接有導(dǎo)向片，導(dǎo)向片的導(dǎo)向端位于導(dǎo)向桿的導(dǎo)向槽內(nèi)，升力平衡彈簧的另外一端與上直線(xiàn)軸承擋環(huán)相接觸，重力平衡彈簧的另外一端與下直線(xiàn)軸承擋環(huán)相接觸。本裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔、零部件少，能夠在較小的實(shí)驗(yàn)風(fēng)速條件下達(dá)到較理想的氣動(dòng)升力演示效果。
文檔編號(hào)G09B23/12GK103065527SQ20121056011
公開(kāi)日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2012年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月21日
發(fā)明者徐輝, 劉國(guó)政, 李欣, 李喆 申請(qǐng)人:中國(guó)航空工業(yè)空氣動(dòng)力研究院