一种带颤振抑制装置的阻力舵低速颤振风洞模型

摘要

本申请属于颤振风洞试验技术领域，特别涉及一种带颤振抑制装置的阻力舵低速颤振风洞模型。包括：主翼面以及阻力方向舵，所述阻力方向舵通过安装组件安装在所述主翼面的后缘，所述安装组件包括弹簧片、舵面偏转片、气动元件、制动销以及导轨。本申请的带颤振抑制装置的阻力舵低速颤振风洞模型，在风洞试验中具有模型阻力舵发生颤振现象时的抑制能力，极大的减轻了相关机构的重量，使模型的模拟更准确。而且具有通过换装不同形式的制动销来选择上下两片舵面同时抑制或是只抑制上或下舵面振动的功能，适用于具有阻力方向舵结构的颤振模型设计，并在试验中验证了某型飞机阻力方向舵相关的颤振特性和颤振速度余量。

权利要求

1.一种带颤振抑制装置的阻力舵低速颤振风洞模型，其特征在于，包括：主翼面(3)；

阻力方向舵(4)，所述阻力方向舵(4)通过安装组件安装在所述主翼面(3)的后缘，所述安装组件包括弹簧片(6)、舵面偏转片(7)、气动元件(8)、制动销(9)以及导轨(10)，其中，所述弹簧片(6)包括第一弹簧片组以及第二弹簧片组，所述第一弹簧片组与所述第二弹簧片组并列交叉设置，且交叉点位于所述阻力方向舵(4)的转轴位置，所述第一弹簧片组以及所述第二弹簧片组的一端固定在主翼面(3)上；

所述舵面偏转片(7)包括第一舵面偏转片以及第二舵面偏转片，所述第一舵面偏转片将所述第一弹簧片组的另一端与所述阻力方向舵(4)连接，所述第二舵 面偏转片将所述第二弹簧片组的另一端与所述阻力方向舵(4)连接；

所述导轨(10)设置在所述第一弹簧片组与所述第二弹簧片组之间；

所述制动销(9)设置在所述导轨(10)上，所述制动销(9)上设置有气动元件(8)，所述制动销(9)能够在所述气动元件(8)的驱动下沿所述导轨(10)移动，使得所述制动销(9)的两端分别抵接所述第一弹簧片组以及所述第二弹簧片组，从而抑制所述阻力方向舵(4)振动。

2.根据权利要求1所述的带颤振抑制装置的阻力舵低速颤振风洞模型，其特征在于，所述阻力方向舵(4)通过两套安装组件安装在所述主翼面(3)上。

3.根据权利要求1所述的带颤振抑制装置的阻力舵低速颤振风洞模型，其特征在于，还包括副翼(5)，所述副翼(5)安装在所述主翼面(3)的后缘。

4.根据权利要求3所述的带颤振抑制装置的阻力舵低速颤振风洞模型，其特征在于，所述主翼面(3)、所述阻力方向舵(4)以及所述副翼(5)均由铝合金梁架承力结构(1)以及维形木框(2)组成。

5.根据权利要求4所述的带颤振抑制装置的阻力舵低速颤振风洞模型，其特征在于，所述第一弹簧片组包括第一下弹簧片以及第一上弹簧片，所述第一下弹簧片的一端通过螺钉与主翼面(3)的铝合金梁架承力结构(1)固定连接，另一端通过螺钉与阻力方向舵(4)下舵面的铝合金梁架承力结构(1)固定连接，所述第一上弹簧片的一端通过螺钉与所述第一下弹簧片固定连接，另一端通过螺钉与所述第一舵面偏转片固定连接；

所述第二弹簧片组包括第二下弹簧片以及第二上弹簧片，所述第二下弹簧片的一端通过螺钉与主翼面(3)的铝合金梁架承力结构(1)固定连接，另一端通过螺钉与阻力方向舵(4)下舵面的铝合金梁架承力结构(1)固定连接，所述第二上弹簧片的一端通过螺钉与所述第二下弹簧片固定连接，另一端通过螺钉与所述第二舵面偏转片固定连接。

6.根据权利要求5所述的带颤振抑制装置的阻力舵低速颤振风洞模型，其特征在于，所述第一舵面偏转片以及所述第二舵面偏转片呈弧形，所述第一舵面偏转片的弧度大于所述第二舵面偏转片的弧度，通过所述第一舵面偏转片将所述第一上弹簧片与所述阻力方向舵(4)上舵面的铝合金梁架承力结构(1)固定连接，所述第二舵 面偏转片将所述第二上弹簧片与所述阻力方向舵(4)上舵面的铝合金梁架承力结构(1)固定连接。

7.根据权利要求6所述的带颤振抑制装置的阻力舵低速颤振风洞模型，其特征在于，所述第一舵面偏转片以及所述第二舵面偏转片的两端均设置固定板，所述固定板上开设有安装孔，所述第一舵面偏转片通过固定板与所述第一上弹簧片以及所述阻力方向舵(4)上舵面的铝合金梁架承力结构(1)固定连接，所述第二舵面偏转片通过固定板与所述第二上弹簧片以及所述阻力方向舵(4)上舵面的铝合金梁架承力结构(1)固定连接。

8.根据权利要求7所述的带颤振抑制装置的阻力舵低速颤振风洞模型，其特征在于，所述导轨(10)设置有上导轨和下导轨，所述制动销(9)包括上制动销和下制动销，其中，所述上制动销设置在所述上导轨中，在所述气动元件(8)的驱动下所述制动销(9)沿所述导轨(10)移动，使得所述上制动销的两端分别抵接所述第一上弹簧片以及所述第二上弹簧片；

所述下制动销设置在所述下导轨中，在所述气动元件(8)的驱动下所述制动销(9)沿所述导轨(10)移动，使得所述下制动销的两端分别抵接所述第一下弹簧片以及所述第二下弹簧片。

说明书

一种带颤振抑制装置的阻力舵低速颤振风洞模型

技术领域

[0001] 本申请属于颤振风洞试验技术领域，特别涉及一种带颤振抑制装置的阻力舵低速颤振风洞模型。

背景技术

[0002] 阻力方向舵是无尾飞翼布局飞机最有效的航向操纵措施之一，一般以后缘开裂式阻力方向舵最为普遍，阻力方向舵通常安装在靠近翼尖部分。对阻力方向舵相关的颤振特
性分析需要进行风洞试验进行验证。

[0003] 不同于常规的机翼，副翼结构小攻角、小偏角和小幅值振动的前提，阻力方向舵因需要参与偏航控制而通常偏角较大，这样就给具有阻力方向舵结构的颤振模型设计带来了
难度。同时，在风洞试验中，具有阻力方向舵结构的颤振模型，一般采用降低风洞风速的方
式来抑制颤振现象的发生，反应时间相对较长，对于抑制突发型颤振效果不佳。

[0004] 因此，希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述缺陷。

发明内容

[0005] 本申请的目的是提供了一种带颤振抑制装置的阻力舵低速颤振风洞模型，以解决现有技术存在的至少一个问题。

[0006] 本申请的技术方案是：

[0007] 一种带颤振抑制装置的阻力舵低速颤振风洞模型，包括：

[0008] 主翼面；

[0009] 阻力方向舵，所述阻力方向舵通过安装组件安装在所述主翼面的后缘，所述安装组件包括弹簧片、舵面偏转片、气动元件、制动销以及导轨，其中，

[0010] 所述弹簧片包括第一弹簧片组以及第二弹簧片组，所述第一弹簧片组与所述第二弹簧片组并列交叉设置，且交叉点位于所述阻力方向舵的转轴位置，所述第一弹簧片组以
及所述第二弹簧片组的一端固定在主翼面上；

[0011] 所述舵面偏转片包括第一舵面偏转片以及第二舵面偏转片，所述第一舵面偏转片将所述第一弹簧片组的另一端与所述阻力方向舵连接，所述第二面偏转片将所述第二弹簧
片组的另一端与所述阻力方向舵连接；

[0012] 所述导轨设置在所述第一弹簧片组与所述第二弹簧片组之间；

[0013] 所述制动销设置在所述导轨上，所述制动销上设置有气动元件，所述制动销能够在所述气动元件的驱动下沿所述导轨移动，使得所述制动销的两端分别抵接所述第一弹簧
片组以及所述第二弹簧片组，从而抑制所述阻力方向舵振动。

[0014] 可选地，所述阻力方向舵通过两套安装组件安装在所述主翼面上。

[0015] 可选地，还包括副翼，所述副翼安装在所述主翼面的后缘。

[0016] 可选地，所述主翼面、所述阻力方向舵以及所述副翼均由铝合金梁架承力结构以及维形木框组成。

[0017] 可选地，

[0018] 所述第一弹簧片组包括第一下弹簧片以及第一上弹簧片，所述第一下弹簧片的一端通过螺钉与主翼面的铝合金梁架承力结构固定连接，另一端通过螺钉与阻力方向舵下舵
面的铝合金梁架承力结构固定连接，所述第一上弹簧片的一端通过螺钉与所述第一下弹簧
片固定连接，另一端通过螺钉与所述第一舵面偏转片固定连接；

[0019] 所述第二弹簧片组包括第二下弹簧片以及第二上弹簧片，所述第二下弹簧片的一端通过螺钉与主翼面的铝合金梁架承力结构固定连接，另一端通过螺钉与阻力方向舵下舵
面的铝合金梁架承力结构固定连接，所述第二上弹簧片的一端通过螺钉与所述第二下弹簧
片固定连接，另一端通过螺钉与所述第二舵面偏转片固定连接。

[0020] 可选地，所述第一舵面偏转片以及所述第二舵面偏转片呈弧形，所述第一舵面偏转片的弧度大于所述第二舵面偏转片的弧度，通过所述第一舵面偏转片将所述第一上弹簧
片与所述阻力方向舵上舵面的铝合金梁架承力结构固定连接，所述第二面偏转片将所述第
二上弹簧片与所述阻力方向舵上舵面的铝合金梁架承力结构固定连接。

[0021] 可选地，所述第一舵面偏转片以及所述第二舵面偏转片的两端均设置固定板，所述固定板上开设有安装孔，所述第一舵面偏转片通过固定板与所述第一上弹簧片以及所述
阻力方向舵上舵面的铝合金梁架承力结构固定连接，所述第二舵面偏转片通过固定板与所
述第二上弹簧片以及所述阻力方向舵上舵面的铝合金梁架承力结构固定连接。

[0022] 可选地，所述导轨设置有上导轨和下导轨，所述制动销包括上制动销和下制动销，其中，

[0023] 所述上制动销设置在所述上导轨中，在所述气动元件的驱动下所述制动销沿所述导轨移动，使得所述上制动销的两端分别抵接所述第一上弹簧片以及所述第二上弹簧片；

[0024] 所述下制动销设置在所述下导轨中，在所述气动元件的驱动下所述制动销沿所述导轨移动，使得所述下制动销的两端分别抵接所述第一下弹簧片以及所述第二下弹簧片。

[0025] 发明至少存在以下有益技术效果：

[0026] 本申请的带颤振抑制装置的阻力舵低速颤振风洞模型，通过安装组件提供额外的支持刚度来抑制舵面振动，不仅实现了在极短时间内对颤振现象的抑制，而且极大的减轻
了相关机构的重量，使模型的模拟更准确。

附图说明

[0027] 图1是本申请一个实施方式的带颤振抑制装置的阻力舵低速颤振风洞模型总体示意图；

[0028] 图2是本申请一个实施方式的带颤振抑制装置的阻力舵低速颤振风洞模型爆炸图；

[0029] 图3是本申请一个实施方式的带颤振抑制装置的阻力舵低速颤振风洞模型的阻力方向舵装配图；

[0030] 图4是本申请一个实施方式的带颤振抑制装置的阻力舵低速颤振风洞模型的安装组件整体示意图；

[0031] 图5是本申请一个实施方式的带颤振抑制装置的阻力舵低速颤振风洞模型的安装组件爆炸图；

[0032] 图6是本申请一个实施方式的带颤振抑制装置的阻力舵低速颤振风洞模型的安装组件工作示意图。

[0033] 其中：

[0034] 1‑铝合金梁架承力结构；2‑维形木框；3‑主翼面；4‑阻力方向舵；5‑副翼；6‑弹簧片；7‑舵面偏转片；8‑气动元件；9‑制动销；10‑导轨。

具体实施方式

[0035] 为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类
似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本申请
一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用
于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人
员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。下
面结合附图对本申请的实施例进行详细说明。

[0036] 在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所
示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装
置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护
范围的限制。

[0037] 下面结合附图1至图6对本申请做进一步详细说明。

[0038] 本申请提供了一种带颤振抑制装置的阻力舵低速颤振风洞模型，包括：主翼面3、阻力方向舵4以及安装组件。

[0039] 阻力方向舵4通过安装组件安装在主翼面3的后缘，安装组件包括弹簧片6、舵面偏转片7、气动元件8、制动销9以及导轨10。具体的，弹簧片6包括第一弹簧片组以及第二弹簧
片组，第一弹簧片组与第二弹簧片组并列交叉设置，且交叉点位于阻力方向舵4的转轴位
置，第一弹簧片组以及第二弹簧片组的一端固定在主翼面3上；舵面偏转片7包括第一舵面
偏转片以及第二舵面偏转片，第一舵面偏转片将第一弹簧片组的另一端与阻力方向舵4连
接，第二面偏转片将第二弹簧片组的另一端与阻力方向舵4连接；导轨10设置在第一弹簧片
组与第二弹簧片组之间；制动销9设置在导轨10上，制动销9上设置有气动元件8，制动销9能
够在气动元件8的驱动下沿导轨10移动，使得制动销9的两端分别抵接第一弹簧片组以及第
二弹簧片组，抑制第一弹簧片组以及第二弹簧片组上下振动，从而抑制阻力方向舵4振动。

[0040] 在本申请的一个实施方式中，阻力方向舵4可以通过两套安装组件安装在主翼面3上，参见图3。

[0041] 在本申请的一个实施方式中，还包括副翼5，副翼5通过安装组件与阻力方向舵4并列安装在主翼面3的后缘，如图1所示。有利的是，本实施例中，主翼面3、阻力方向舵4以及副
翼5均由铝合金梁架承力结构1以及维形木框2组成，如图2所示。

[0042] 在本申请的一个实施方式中，如图4至图5所示，第一弹簧片组包括第一下弹簧片以及第一上弹簧片，第一下弹簧片的一端通过螺钉与主翼面3的铝合金梁架承力结构1固定
连接，另一端通过螺钉与阻力方向舵4下舵面的铝合金梁架承力结构1固定连接，第一上弹
簧片的一端通过螺钉与第一下弹簧片固定连接，另一端通过螺钉与第一舵面偏转片固定连
接；第二弹簧片组包括第二下弹簧片以及第二上弹簧片，第二下弹簧片的一端通过螺钉与
主翼面3的铝合金梁架承力结构1固定连接，另一端通过螺钉与阻力方向舵4下舵面的铝合
金梁架承力结构1固定连接，第二上弹簧片的一端通过螺钉与第二下弹簧片固定连接，另一
端通过螺钉与第二舵面偏转片固定连接。

[0043] 本实施例中，第一舵面偏转片以及第二舵面偏转片呈弧形，第一舵面偏转片的弧度大于第二舵面偏转片的弧度，通过第一舵面偏转片将第一上弹簧片与阻力方向舵4上舵
面的铝合金梁架承力结构1连接，第二面偏转片将第二上弹簧片与阻力方向舵4上舵面的铝
合金梁架承力结构1连接后，使得第一上弹簧片与第二上弹簧片并列交叉排布，交叉点位于
阻力方向舵4的舵面转轴位置上，实现阻力方向舵操纵刚度模拟。有利的是，本实施例中，通
过换用不同的舵面偏转片7来改变阻力方向舵4的舵面偏角，维持交叉弹簧片6的安装位置
不随舵面偏转角的大小改变，同时保证了舵面的旋转轴线不变。

[0044] 本实施例中，第一舵面偏转片以及第二舵面偏转片的两端均设置固定板，固定板上开设有安装孔，第一舵面偏转片通过固定板与第一上弹簧片以及阻力方向舵4上舵面的
铝合金梁架承力结构1固定连接，第二舵面偏转片通过固定板与第二上弹簧片以及阻力方
向舵4上舵面的铝合金梁架承力结构1固定连接。

[0045] 进一步，本实施例中，导轨10设置在两组弹簧片之间，导轨10设置有上导轨和下导轨，在靠近主翼面方向布置由气动元件8驱动的制动销9，制动销9包括上制动销和下制动
销，其中，上制动销设置在上导轨中，在气动元件8的驱动下制动销9沿导轨10移动，使得上
制动销的两端分别抵接第一上弹簧片以及第二上弹簧片；下制动销设置在下导轨中，在气
动元件8的驱动下制动销9沿导轨10移动，使得下制动销的两端分别抵接第一下弹簧片以及
第二下弹簧片。本实施例中，由于两组弹簧片6交叉布置，上制动销的一端能够抵接第一上
弹簧片的下表面，另一端抵接第二上弹簧片的上表面，下制动销的一端能够抵接第一下弹
簧片的下表面，另一端抵接第二下弹簧片的上表面，从而使得第一弹簧片组抑制阻力方向
舵4向下振动，第二弹簧片组抑制阻力方向舵4向上振动。

[0046] 在风洞试验过程中，正常吹风状态，气动元件8保持缩回状态，阻力方向舵4绕舵面的旋转轴线振动；在颤振现象发生时，根据人工判断或根据振动信号自动判定，给出颤振抑
制装置气动信号，气动元件8作动，将制动销9沿导轨10推出，顶住两组交叉弹簧片6，提高两
组交叉布置的弹簧片6的抗弯刚度，进而为舵面提供额外的支持刚度用以抑制舵面振动，如
图6所示。

[0047] 本申请的带颤振抑制装置的阻力舵低速颤振风洞模型，采用铝合金梁架承力结构1结合维形木框2的结构形式，采用交叉弹簧片6作为阻力方向舵4的舵面操纵刚度模拟机
构，并将交叉弹簧片6设计为颤振抑制装置的一部分；在舵面铰支点处，并列布置两组交叉
弹簧片6，将两组交叉弹簧片6的交叉点设置在舵面转轴位置上。本申请中为实现阻力方向
舵4舵面偏角可变，采用了换装不同角度的舵面偏转片7，维持交叉弹簧片6的安装位置不随
舵面偏转角的大小改变，同时保证了舵面的旋转轴线不变；在靠近主翼面3方向设计由气动
元件8驱动的制动销9，并在并列布置的两组交叉弹簧片6的中间设计制动销导轨10，导轨10
在限制制动销9摆动的同时，为颤振抑制装置工作状态的舵面提供额外的支持刚度用以抑
制舵面振动。

[0048] 本申请的带颤振抑制装置的阻力舵低速颤振风洞模型，在风洞试验中具有模型阻力舵发生颤振现象时的抑制能力，极大的减轻了相关机构的重量，使模型的模拟更准确。而
且具有通过换装不同形式的制动销来选择上下两片舵面同时抑制或是只抑制上或下舵面
振动的功能，适用于具有阻力方向舵结构的颤振模型设计，并在试验中验证了某型飞机阻
力方向舵相关的颤振特性和颤振速度余量。

[0049] 以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应
涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为
准。