本發(fā)明涉及直升機(jī)風(fēng)洞試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及能夠?qū)崿F(xiàn)旋翼總距和旋翼周期變距操縱的一種風(fēng)洞試驗(yàn)旋翼操縱機(jī)構(gòu)。

背景技術(shù)：

直升機(jī)的應(yīng)用無需機(jī)場(chǎng)環(huán)境，不僅可在野外復(fù)雜地況下進(jìn)行起降、懸停作業(yè)，而且還具有良好的低空機(jī)動(dòng)性能，可以執(zhí)行固定翼飛機(jī)無法完成的任務(wù)，因此，直升機(jī)在軍民各個(gè)領(lǐng)域中都得到了越來越廣泛的應(yīng)用。

目前，對(duì)于直升機(jī)復(fù)雜的旋翼空氣動(dòng)力問題，主要依靠風(fēng)洞試驗(yàn)進(jìn)行模擬研究。然而，由于直升機(jī)旋翼的操縱較為復(fù)雜，其槳葉不僅需要隨方位角產(chǎn)生周期性迎角變化，從而平衡槳盤左右不對(duì)稱的氣流，而且，在需要不同的升力要求時(shí)，還需要相應(yīng)地改變旋翼總距，以提供不同的升力。但是，由于直升機(jī)上的旋翼操縱系統(tǒng)不僅體積巨大，而且操縱復(fù)雜，不能直接應(yīng)用于風(fēng)洞試驗(yàn)時(shí)的旋翼操縱。因此，基于已有的直升機(jī)旋翼操縱系統(tǒng)，設(shè)計(jì)一種專用的風(fēng)洞試驗(yàn)旋翼操縱機(jī)構(gòu)，并能保證風(fēng)洞試驗(yàn)數(shù)據(jù)的可靠性，是經(jīng)濟(jì)而有效地研究直升機(jī)復(fù)雜的氣動(dòng)問題的關(guān)鍵。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種風(fēng)洞試驗(yàn)旋翼操縱機(jī)構(gòu)，不僅操縱簡(jiǎn)單，而且在應(yīng)用于風(fēng)洞試驗(yàn)時(shí)能夠使風(fēng)洞試驗(yàn)數(shù)據(jù)更為可靠。

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：一種風(fēng)洞試驗(yàn)旋翼操縱機(jī)構(gòu)，包括若干線性驅(qū)動(dòng)器、不旋轉(zhuǎn)環(huán)以及球形鉸鏈和旋轉(zhuǎn)環(huán)，所述線性驅(qū)動(dòng)器與不旋轉(zhuǎn)環(huán)之間活動(dòng)鉸接，所述不旋轉(zhuǎn)環(huán)與球形鉸鏈連接且繞球形鉸鏈中心繞動(dòng)，所述旋轉(zhuǎn)環(huán)與不旋轉(zhuǎn)環(huán)活動(dòng)連接且相對(duì)于不旋轉(zhuǎn)環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)，所述旋轉(zhuǎn)環(huán)與拉桿一端活動(dòng)鉸接，所述拉桿另一端與旋翼傳動(dòng)軸上的旋翼安裝部活動(dòng)鉸接，所述旋翼傳動(dòng)軸貫穿球形鉸鏈。

優(yōu)選地，所述的若干線性驅(qū)動(dòng)器分別與天平上平板活動(dòng)鉸接。

優(yōu)選地，所述的若干線性驅(qū)動(dòng)器在天平上平板的同一平面上以并列方式均勻分布。

優(yōu)選地，還包括導(dǎo)筒，所述導(dǎo)筒貫穿球形鉸鏈且與球形鉸鏈之間形成相對(duì)滑動(dòng)結(jié)構(gòu)，所述旋翼傳動(dòng)軸貫穿導(dǎo)筒。

優(yōu)選地，所述的導(dǎo)筒與球形鉸鏈之間設(shè)置防轉(zhuǎn)連接鍵，所述球形鉸鏈沿著防轉(zhuǎn)連接鍵相對(duì)于導(dǎo)筒作直線滑動(dòng)。

優(yōu)選地，所述的旋轉(zhuǎn)環(huán)與不旋轉(zhuǎn)環(huán)之間通過軸承形成相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選地，所述的線性驅(qū)動(dòng)器設(shè)置3個(gè)。

優(yōu)選地，所述的線性驅(qū)動(dòng)器是作動(dòng)器。

優(yōu)選地，所述的線性驅(qū)動(dòng)器是氣缸。

優(yōu)選地，所述的線性驅(qū)動(dòng)器是電動(dòng)缸。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：在旋翼傳動(dòng)軸上的旋翼安裝部固定連接好旋翼之后，當(dāng)若干線性驅(qū)動(dòng)器同速位移時(shí)，可以促使旋轉(zhuǎn)環(huán)和拉桿也移動(dòng)相同位移，從而可以實(shí)現(xiàn)旋翼各個(gè)槳葉迎角等角度的變化，即改變旋翼的總距；當(dāng)若干線性驅(qū)動(dòng)器依照一定規(guī)律異速差動(dòng)時(shí)，可以促使不旋轉(zhuǎn)環(huán)繞球形鉸鏈發(fā)生平面傾斜，從而帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)環(huán)發(fā)生傾斜，進(jìn)而帶動(dòng)拉桿動(dòng)作，從而可以實(shí)現(xiàn)旋翼周期變距。因此，通過本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)旋翼總距和周期變距的操縱，不僅操縱簡(jiǎn)單、安全可靠，而且動(dòng)態(tài)特性較好，操縱精度高；另外，由于本發(fā)明的組成部件較少，部件之間連接關(guān)系簡(jiǎn)單，因此，本發(fā)明的旋翼操縱機(jī)構(gòu)的整體結(jié)構(gòu)緊湊、簡(jiǎn)單，使用、維護(hù)均方便，尤其是其體積較小，在應(yīng)用于風(fēng)洞試驗(yàn)時(shí)，其對(duì)風(fēng)洞流場(chǎng)的干擾也較小，從而使風(fēng)洞試驗(yàn)時(shí)的阻塞度大幅降低，最終使得風(fēng)洞試驗(yàn)數(shù)據(jù)更為可靠，本發(fā)明也可用于常規(guī)單旋翼、共軸式等直升機(jī)風(fēng)洞試驗(yàn)中的旋翼操縱。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一種風(fēng)洞試驗(yàn)旋翼操縱機(jī)構(gòu)的立體構(gòu)造圖。

圖2為本發(fā)明一種風(fēng)洞試驗(yàn)旋翼操縱機(jī)構(gòu)的主視圖。

圖中標(biāo)記：1-線性驅(qū)動(dòng)器，2-天平上平板，3-不旋轉(zhuǎn)環(huán)，4-拉桿，5-球形鉸鏈，6-旋翼安裝部，7-旋翼傳動(dòng)軸，8-旋轉(zhuǎn)環(huán)，9-導(dǎo)筒。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

如圖1、圖2所示的風(fēng)洞試驗(yàn)旋翼操縱機(jī)構(gòu)，包括若干線性驅(qū)動(dòng)器1、不旋轉(zhuǎn)環(huán)3以及球形鉸鏈5和旋轉(zhuǎn)環(huán)8，其中，每一個(gè)線性驅(qū)動(dòng)器1的底端分別與天平上平板2活動(dòng)鉸接，每一個(gè)線性驅(qū)動(dòng)器1的輸出端分別與不旋轉(zhuǎn)環(huán)3之間活動(dòng)鉸接；所述的不旋轉(zhuǎn)環(huán)3與球形鉸鏈5連接，且可以繞球形鉸鏈5中心任意繞動(dòng)；所述的旋轉(zhuǎn)環(huán)8與不旋轉(zhuǎn)環(huán)3之間活動(dòng)連接、且可相對(duì)于不旋轉(zhuǎn)環(huán)3轉(zhuǎn)動(dòng)；優(yōu)選地，所述的旋轉(zhuǎn)環(huán)8與不旋轉(zhuǎn)環(huán)3之間通過軸承形成相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)構(gòu)，不僅可以使旋翼操縱機(jī)構(gòu)的整體結(jié)構(gòu)更緊湊，而且能夠保證旋轉(zhuǎn)環(huán)8與不旋轉(zhuǎn)環(huán)3之間的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)作靈活度。所述的旋轉(zhuǎn)環(huán)8與拉桿4一端活動(dòng)鉸接，所述拉桿4另一端與旋翼傳動(dòng)軸7上的旋翼安裝部6活動(dòng)鉸接，所述的旋翼傳動(dòng)軸7貫穿球形鉸鏈5，所述拉桿4的數(shù)目與旋翼安裝部6的數(shù)目相同，且相互形成一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。所述旋轉(zhuǎn)環(huán)8和拉桿4均隨旋翼傳動(dòng)軸7一同旋轉(zhuǎn)，而若干線性驅(qū)動(dòng)器1、不旋轉(zhuǎn)環(huán)3、球形鉸鏈5均不隨旋翼傳動(dòng)軸7旋轉(zhuǎn)。

上述的旋翼操縱機(jī)構(gòu)在應(yīng)用于風(fēng)洞試驗(yàn)時(shí)，需要在旋翼傳動(dòng)軸7上的旋翼安裝部6上固定連接好旋翼，所述旋轉(zhuǎn)環(huán)8和拉桿4均隨旋翼傳動(dòng)軸7(包括固定連接在旋翼安裝部6上的旋翼)一同旋轉(zhuǎn)。在此旋轉(zhuǎn)過程中，當(dāng)若干線性驅(qū)動(dòng)器1產(chǎn)生同速位移時(shí)，使不旋轉(zhuǎn)環(huán)3產(chǎn)生上下平移，通過不旋轉(zhuǎn)環(huán)3帶動(dòng)球形鉸鏈5也移動(dòng)相同位移，從而可以促使旋轉(zhuǎn)環(huán)8和拉桿4也移動(dòng)相同位移，并使所有旋翼安裝部6繞旋翼安裝部6的軸線旋轉(zhuǎn)相同角度，從而實(shí)現(xiàn)了旋翼各個(gè)槳葉迎角等角度變化，即改變旋翼的總距。為了保證不旋轉(zhuǎn)環(huán)3帶動(dòng)球形鉸鏈5移動(dòng)相同位移，以提高旋翼總距的操縱精度，可以將導(dǎo)筒9貫穿球形鉸鏈5且與球形鉸鏈5之間形成相對(duì)滑動(dòng)結(jié)構(gòu)，所述的旋翼傳動(dòng)軸7貫穿導(dǎo)筒9，所述的導(dǎo)筒9不隨旋翼傳動(dòng)軸7旋轉(zhuǎn)，如圖1、圖2所示。進(jìn)一步地，為了防止導(dǎo)筒9與球形鉸鏈5之間發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，還可以在導(dǎo)筒9與球形鉸鏈5之間設(shè)置防轉(zhuǎn)連接鍵，以使球形鉸鏈5只可沿著該防轉(zhuǎn)連接鍵相對(duì)于導(dǎo)筒9作直線滑動(dòng)。

當(dāng)若干線性驅(qū)動(dòng)器1依照一定規(guī)律異速差動(dòng)時(shí)，可以促使不旋轉(zhuǎn)環(huán)3繞球形鉸鏈5發(fā)生平面傾斜，從而帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)環(huán)8發(fā)生傾斜，進(jìn)而帶動(dòng)拉桿4相應(yīng)動(dòng)作，通過拉桿4帶動(dòng)不同旋翼安裝部6繞旋翼安裝部6的軸線旋轉(zhuǎn)不同角度，從而可以實(shí)現(xiàn)旋翼各個(gè)槳葉迎角的不同角度變化，即實(shí)現(xiàn)旋翼周期變距。具體旋翼操縱角與線性驅(qū)動(dòng)器1位移的對(duì)應(yīng)關(guān)系，可通過傾斜儀等儀器進(jìn)行標(biāo)定、并進(jìn)行確定。為了提高旋翼周期變距的操縱精度，通常，所述的線性驅(qū)動(dòng)器1設(shè)置3個(gè)，且所述線性驅(qū)動(dòng)器1在天平上平板2的同一平面上以并列方式均勻分布。

本發(fā)明的風(fēng)洞試驗(yàn)旋翼操縱機(jī)構(gòu)，其中的線性驅(qū)動(dòng)器1可以采用作動(dòng)器，也可以采用氣缸或者采用電動(dòng)缸。在進(jìn)行風(fēng)洞試驗(yàn)時(shí)，通過線性驅(qū)動(dòng)器1輸出相應(yīng)的動(dòng)作位移，不僅能操縱旋翼總距，得到不同的旋翼升力，還可進(jìn)行旋翼周期變距操縱，從而平衡旋翼左右氣流不對(duì)稱造成的不利影響，使其可用于常規(guī)單旋翼、共軸式等直升機(jī)風(fēng)洞試驗(yàn)中的旋翼操縱，不僅操縱簡(jiǎn)單、安全可靠，而且動(dòng)態(tài)特性較好，操縱精度高；另外，由于本發(fā)明的組成部件較少，部件之間連接關(guān)系簡(jiǎn)單，因此，本發(fā)明的旋翼操縱機(jī)構(gòu)的整體結(jié)構(gòu)緊湊、簡(jiǎn)單，使用、維護(hù)均方便，尤其是其體積較小，在應(yīng)用于風(fēng)洞試驗(yàn)時(shí)，其對(duì)風(fēng)洞流場(chǎng)的干擾也較小，從而使風(fēng)洞試驗(yàn)時(shí)的阻塞度大幅降低，最終使得風(fēng)洞試驗(yàn)數(shù)據(jù)更為可靠。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，應(yīng)當(dāng)指出的是，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。