一种涡桨飞机旋转颤振模拟装置的制作方法

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1.本技术属于涡桨飞机旋转颤振相关试验研究技术领域，具体涉及一种涡桨飞机旋转颤振模拟装置。

背景技术：

2.随着发动机的发展及新的发动机出现，桨叶直径加大，支撑柔度增加，加之破损安全方面的考虑，旋转颤振已经成为涡桨飞机设计中必须加以考虑的问题。
3.规范中规定对于涡桨飞机必须考虑旋转颤振问题，但是，目前对“旋转模态”的分析，主要集中在研究螺旋桨桨盘失稳问题上，缺乏旋转颤振相关试验研究，存在技术隐患。
4.鉴于上述技术缺陷的存在提出本技术。
5.需注意的是，以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本发明的发明构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本技术的申请日已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本技术的新颖性和创造性。

技术实现要素：

6.本技术的目的是提供一种涡桨飞机旋转颤振模拟装置，以克服或减轻已知存在的至少一方面的技术缺陷。
7.本技术的技术方案是：
8.一种涡桨飞机旋转颤振模拟装置，包括挂架梁、短舱梁、俯仰轴承支座、偏航轴承支座、桨叶转轴、俯仰转轴、偏航转轴、电机支架、伺服电机、桨轴套筒、偏航弹簧、俯仰弹簧、偏航弹簧支臂、俯仰弹簧支臂以及俯仰配重块；
9.短舱梁通过挂架梁水平固定设置在机翼梁架的底部；
10.偏航轴承支座固定设置在短舱梁一端通过螺栓成型有第一轴承座；
11.俯仰轴承支座的底部具有转轴，转轴穿过第一轴承座并通过偏航轴承转动设置在第一轴承座内，且偏航轴承的转动轴线垂直于水平面，俯仰轴承支座的顶部通过俯仰轴承盖板成型有第二轴承座；
12.俯仰转轴通过俯仰轴承转动安装在第二轴承座内，俯仰轴承的转动轴线与水平面平行；
13.桨叶转轴的一端端部设置有桨叶机构，另一端设置有通过桨轴套筒固定连接伺服电机上，桨叶转轴的转动轴线与水平面平行，同时，还与俯仰转轴的转动轴线垂直；
14.伺服电机固定设置在电机支架上，电机支架通过转轴设置在第二轴承座；
15.电机支架固定设置在俯仰弹簧底座，俯仰弹簧底座固定设置在俯仰配重块支臂，俯仰配重块能够沿俯仰配重块支臂轴向滑动；
16.偏航弹簧底座的顶部通过偏航弹簧盖板成型有第三轴承座，偏航弹簧的一端通过偏航弹簧垫块穿过第三轴承座的底部固定，另一端与偏航弹簧支臂的底端固定，偏航弹簧支臂的顶端与短舱梁的侧面固定；
17.俯仰弹簧底座的顶部通过俯仰弹簧盖板成型有第四轴承座，俯仰弹簧的一端通过俯仰弹簧垫块穿过第四轴承座的底部固定，另一端与俯仰弹簧支臂的一端固定，俯仰弹簧支臂的另一端与俯仰轴承盖板的顶端固定；
18.桨叶机构包括桨叶、桨叶轮毂以及轮毂罩，桨叶通过垫块与桨叶轮毂配合安装，再通过桨叶轮毂上的卡槽和角度固定块选择桨叶的安装角度，轮毂罩通过螺钉安装在桨叶轮毂上。
19.根据本技术的至少一个实施例，上述的涡桨飞机旋转颤振模拟装置中，挂架梁的底端与短舱梁上表面固定连接，顶端与机翼梁架底部固定连接。
20.根据本技术的至少一个实施例，上述的涡桨飞机旋转颤振模拟装置中，俯仰轴承支座顶部的第二轴承座包括两个，沿水平方向具对称设置，俯仰转轴通过轴向端部的两个俯仰轴承转动安装在两个第二轴承座内。
21.根据本技术的至少一个实施例，上述的涡桨飞机旋转颤振模拟装置中，偏航弹簧沿短舱梁轴线方向水平设置。
22.根据本技术的至少一个实施例，上述的涡桨飞机旋转颤振模拟装置中，俯仰转轴的俯仰轴承的转动轴线与偏航轴承支座的偏航轴承的转动轴线位于同一竖直面内。
23.根据本技术的至少一个实施例，上述的涡桨飞机旋转颤振模拟装置中，桨叶转轴的转动轴线与俯仰转轴的转动轴线位于同一水平面内。
24.根据本技术的至少一个实施例，上述的涡桨飞机旋转颤振模拟装置中，俯仰弹簧的另一端是通过与俯仰弹簧支臂与俯仰轴承盖板固定。
25.根据本技术的至少一个实施例，上述的涡桨飞机旋转颤振模拟装置中，短舱梁分为包括沿其轴线方向依次设置的第一短舱梁、第二短舱梁以及第三短舱梁，第二短舱梁的一端通过螺栓与第一短舱梁的一端固定连接，第二短舱梁的另一端通过螺栓与第三短舱梁的一端固定连接。
26.本技术至少存在以下有益技术效果：
27.提供一种涡桨飞机旋转颤振模拟装置，能够摸拟螺旋桨的转动及其陀螺效应，可研究发动机系统的偏航和俯仰刚度的变化、枢轴点变化、前进比对旋转颤振的影响，可实现定螺旋桨转速变参研究，并兼顾螺旋桨无动力风车状态的变参研究，能够实现对多个关键的变参研究，可极大的节省模型加工和试验成本。
附图说明
28.图1是本技术实施例提供的涡桨飞机旋转颤振模拟装置的轴侧结构示意图；
29.图2是本技术实施例提供的涡桨飞机旋转颤振模拟装置关键结构的侧视图；
30.图3是本本技术实施例提供的涡桨飞机旋转颤振模拟装置关键结构的仰视图；
31.图4是本技术实施例提供的涡桨飞机旋转颤振模拟装置的局部的示意图；
32.图5是本技术实施例提供的涡桨飞机旋转颤振模拟装置的又一局部的示意图；
33.图6是本技术实施例提供的涡桨飞机旋转颤振模拟装置短舱梁的安装示意图；
34.图7是本技术实施例提供的涡桨飞机旋转颤振模拟装置桨叶轮毂的正视图；
35.图8是本技术实施例提供的涡桨飞机旋转颤振模拟装置桨叶轮毂的安装示意图；
36.其中：
37.1-挂架梁；2-短舱梁；3-俯仰轴承支座；4-俯仰轴承盖板；5-偏航轴承支座；6-桨叶转轴；7-桨叶；8-桨叶轮毂；9-俯仰转轴；10-偏航转轴；11-电机支架；12-伺服电机；13-桨轴套筒；14-；15-偏航弹簧；16-俯仰弹簧；17-偏航弹簧支臂；18-俯仰弹簧支臂；19-俯仰配重块；20-俯仰配重块支臂；21-偏航弹簧底座；22-偏航弹簧盖板；23-俯仰弹簧底座；24-俯仰弹簧盖板；25-偏航弹簧垫块；26-俯仰弹簧垫块；27-第一短舱梁；28-第二短舱梁；29-第三短舱梁；30-桨叶下缘；31-桨叶垫块；32-桨叶角度块。
38.为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸，此外，附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。
具体实施方式
39.为使本技术的技术方案及其优点更加清楚，下面将结合附图对本技术的技术方案作进一步清楚、完整的详细描述，可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅是本技术的部分实施例，其仅用于解释本技术，而非对本技术的限定。需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本技术相关的部分，其他相关部分可参考通常设计，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的技术特征可以相互组合以得到新的实施例。
40.此外，除非另有定义，本技术描述中所使用的技术术语或者科学术语应当为本技术所属领域内一般技术人员所理解的通常含义。本技术描述中所使用的“上”、“下”、“左”、“右”、“中心”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等表示方位的词语仅用以表示相对的方向或者位置关系，而非暗示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，当被描述对象的绝对位置发生改变后，其相对位置关系也可能发生相应的改变，因此不能理解为对本技术的限制。本技术描述中所使用的“第一”、“第二”、“第三”以及类似用语，仅用于描述目的，用以区分不同的组成部分，而不能够将其理解为指示或暗示相对重要性。本技术描述中所使用的“一个”、“一”或者“该”等类似词语，不应理解为对数量的绝对限制，而应理解为存在至少一个。本技术描述中所使用的“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。
41.此外，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，在本技术的描述中使用的“安装”、“相连”、“连接”等类似词语应做广义理解，例如，连接可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，领域内技术人员可根据具体情况理解其在本技术中的具体含义。
42.下面结合附图1至图8对本技术做进一步详细说明。
43.本技术提供的旋转颤振模拟装置，包括挂架梁1、短舱梁2、俯仰轴承支座3、偏航轴承支座5、桨叶转轴6、俯仰转轴9、偏航弹簧15、俯仰弹簧16、俯仰配重块19、偏航弹簧底座21以及俯仰弹簧底座23。
44.短舱梁2通过挂架梁1水平固定设置在机翼梁架的底部，具体地，挂架梁1的底端与短舱梁2上表面通过螺栓固定连接，顶端与机翼梁架底部通过螺栓固定连接。
45.偏航轴承支座5通过螺栓固定设置在短舱梁2的一端端面处成型有第一轴承座。
46.俯仰轴承支座3的底部具有转轴，转轴穿过第一轴承座并通过偏航轴承转动设置
在第一轴承座内，且偏航轴承的转动轴线垂直于水平面，另外，俯仰轴承支座3的顶部通过俯仰轴承盖板4成型有第二轴承座。
47.俯仰转轴9通过俯仰轴承转动安装在第二轴承座内，俯仰轴承的转动轴线与水平面平行，进一步可设计俯仰轴承支座3顶部的第二轴承座包括两个，沿水平方向对称设置，俯仰转轴9通过轴向端部的两个俯仰轴承转动安装在两个第二轴承座内。
48.俯仰转轴9的俯仰轴承的转动轴线与俯仰轴承支座3的偏航轴承的转动轴线位于同一竖直面内，另外，俯仰转轴9上设置有电机支架11。
49.桨叶转轴6穿过桨轴套筒13固定安装在伺服电机12上，桨叶转轴6的转动轴线与水平面平行，以及与俯仰转轴9的转动轴线垂直。
50.桨叶转轴6与在俯仰转轴9上的安装位置可以根据需要进行适合的选择，通过改变该安装位置来调整系统枢轴点的位置。
51.桨叶转轴6的转动轴线与俯仰转轴9的转动轴线在同一水平面内。
52.偏航弹簧15的一端通过偏航弹簧垫块25穿过第三轴承座的底部通过螺栓固定，偏航弹簧15的另一端与偏航弹簧支臂17的底端通过螺栓固定，偏航弹簧支臂17的顶端与短舱梁2的侧面固定。
53.偏航弹簧15是沿短舱梁2轴线方向水平设置，偏航弹簧15可以设置不同的弹簧参数，可以通过更换偏航弹簧15来改变系统偏航刚度的大小。
54.桨叶转轴6的一端端部设置有桨叶机构，另一端设置有沿桨叶转轴6轴向滑动的俯仰配重块19，俯仰转轴9位于桨叶机构与俯仰配重块19之间，可以通过调整俯仰配重块19的位置，改变系统绕俯仰轴和偏航轴的转动惯量。
55.俯仰弹簧16的一端通过俯仰弹簧垫块26穿过第四轴承座的底部通过螺栓固定，另一端与俯仰弹簧支臂18的一端通过螺栓固定，俯仰弹簧支臂18的另一端与俯仰轴承盖板22的顶端通过螺栓固定。
56.俯仰弹簧16与水平面垂直，其轴线在桨叶转轴6上的投影与桨叶转轴6的轴线重合，并且，俯仰弹簧16的另一端与桨叶转轴6的连接点，位于俯仰转轴9与俯仰配重块19之间。
57.俯仰弹簧16可以设置不同的弹簧参数，可以通过更换俯仰弹簧16来改变系统偏航刚度的大小。
58.短舱梁2包括沿其轴线方向依次设置的第一短舱梁27、第二短舱梁28以及第三短舱梁29，第二短舱梁28的一端通过螺栓与第一短舱梁27的一端固定连接，第二短舱梁28的另一端通过螺栓与第三短舱梁29的一端固定连接。
59.第一短舱梁27可以设置不同的尺寸，可通过更换第一短舱梁27来改变系统枢轴点的位置。
60.桨叶机构包括桨叶7、桨叶轮毂8以及轮毂罩14，桨叶7通过桨叶垫块31与桨叶轮毂8配合安装，以螺栓固定，轮毂罩14通过螺钉安装在桨叶轮毂8上。
61.桨叶7可以绕桨叶转轴6轴线转动，桨叶转轴6可以绕俯仰转轴9上的俯仰轴承转动，以及可以绕俯仰轴承支座3上的偏航轴承转动。
62.可以通过桨叶轮毂8上的卡槽和桨叶角度块32选择桨叶的安装角度，来调节桨叶7的安装角。
63.本技术公开旋转颤振模拟装置的安装可参照以下进行：
64.用螺栓将短舱梁2组装好，通过螺栓将偏航弹簧底座21固定在短舱梁2上，在短舱梁2前端安装偏航轴承支座5；
65.将俯仰轴承支座3底部的偏航轴套上偏航轴承，安装到偏航轴承支座5上；
66.将桨叶转轴6穿过桨轴套筒13固定安装在伺服电机12上，伺服电机12通过螺栓固定安装在电机支架11上，电机支架11通过转轴安装在第二轴承座上；
67.在俯仰转轴9两端套上俯仰轴承，安装到俯仰轴承支座3上，盖上俯仰轴承盖板4，由螺栓固定；
68.在桨叶转轴6前端套上桨叶转动轴承，安装桨叶轮毂8，由螺栓固定；
69.桨叶转轴6通过桨轴套筒13固定安装在伺服电机12上；
70.通过桨叶垫块31，在桨叶轮毂8安装桨叶7，由螺栓固定；
71.在桨叶轮毂8上安装轮毂罩14，由螺钉固定；
72.将偏航弹簧15一端通过螺栓安装在偏航弹簧支臂17上，另一端通过螺栓和偏航弹簧盖板22安装在偏航弹簧底座21上；
73.将俯仰弹簧16一端通过螺栓安装在俯仰弹簧支臂18上，另一端通过螺栓及俯仰弹簧盖板24安装在俯仰弹簧底座23上；
74.在俯仰弹簧底座23端部通过螺栓固定俯仰配重块支臂20，俯仰配重块支臂20上通过螺栓固定可根据试验条件滑动的俯仰配重块19；
75.通过螺栓连接短舱梁2和挂架梁1，将挂架梁1安装到机翼梁架上。
76.本技术的公开的旋转颤振模拟装置，当需要改变系统俯仰刚度的大小时，根据试验要求更换俯仰弹簧16即可；当需要改变系统偏航刚度的大小时，根据试验要求更换偏航弹簧15即可；当需要改变系统枢轴点的位置时，卸下短舱梁2的安装螺栓，更换不同尺寸的第一短舱梁27即可；当需要改变系统绕俯仰轴和偏航轴的转动惯量时，卸下俯仰配重块19的固定螺栓，调整俯仰配重块19在俯仰配重块支臂20上的安装位置即可；当需要通过改变桨叶7安装角来调节系统进距比时，卸下桨叶7的固定螺栓，通过桨叶角度块32基准标定点位与桨叶轮毂8上标记的角度位置对应即可。
77.本技术提供的旋转颤振模拟装置，能够摸拟螺旋桨的转动及其陀螺效应，还能研究发动机系统的偏航和俯仰刚度的变化、枢轴点变化、前进比对旋转颤振的影响，可实现定螺旋桨转速变参研究，并能能够兼顾螺旋桨无动力风车状态的变参研究，可以一套模型上能够实现多个关键的变参研究，能够节省模型加工和试验成本。
78.至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本技术的技术方案，领域内技术人员应该理解的是，本技术的保护范围显然不局限于这些具体实施方式，在不偏离本技术的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本技术的保护范围之内。

技术特征：

1.一种涡桨飞机旋转颤振模拟装置，其特征在于，包括挂架梁(1)、短舱梁(2)、俯仰轴承支座(3)、偏航轴承支座(5)、桨叶转轴(6)、俯仰转轴(9)、偏航转轴(10)、电机支架(11)、伺服电机(12)、桨轴套筒(13)、偏航弹簧(15)、俯仰弹簧(16)、偏航弹簧支臂(17)、俯仰弹簧支臂(18)以及俯仰配重块(19)；短舱梁(2)通过挂架梁(1)水平固定设置在机翼梁架的底部；偏航轴承支座(5)固定设置在短舱梁(2)一端通过螺栓成型有第一轴承座；俯仰轴承支座(3)的底部具有转轴，转轴穿过第一轴承座并通过偏航轴承转动设置在第一轴承座内，且偏航轴承的转动轴线垂直于水平面，俯仰轴承支座(3)的顶部通过俯仰轴承盖板(4)成型有第二轴承座；俯仰转轴(9)通过俯仰轴承转动安装在第二轴承座内，俯仰轴承的转动轴线与水平面平行；桨叶转轴(6)的一端端部设置有桨叶机构，另一端设置有通过桨轴套筒(13)固定连接伺服电机(12)上，桨叶转轴(6)的转动轴线与水平面平行，同时，还与俯仰转轴(9)的转动轴线垂直；伺服电机(12)固定设置在电机支架(11)上，电机支架(11)通过转轴设置在第二轴承座；电机支架(11)固定设置在俯仰弹簧底座(21)，俯仰弹簧底座(21)固定设置在俯仰配重块支臂(20)，俯仰配重块(19)能够沿俯仰配重块支臂(20)轴向滑动；偏航弹簧底座(21)的顶部通过偏航弹簧盖板(22)成型有第三轴承座，偏航弹簧(15)的一端通过偏航弹簧垫块(25)穿过第三轴承座的底部固定，另一端与偏航弹簧支臂(17)的底端固定，偏航弹簧支臂(17)的顶端与短舱梁(2)的侧面固定；俯仰弹簧底座(23)的顶部通过俯仰弹簧盖板(24)成型有第四轴承座，俯仰弹簧(16)的一端通过俯仰弹簧垫块(26)穿过第四轴承座的底部固定，另一端与俯仰弹簧支臂(18)的一端固定，俯仰弹簧支臂(18)的另一端与俯仰轴承盖板(4)的顶端固定；桨叶机构包括桨叶(7)、桨叶轮毂(8)以及轮毂罩(14)，桨叶(7)通过垫块与桨叶轮毂(8)配合安装，再通过桨叶轮毂(8)上的卡槽和角度固定块选择桨叶(7)的安装角度，轮毂罩(14)通过螺钉安装在桨叶轮毂(8)上。2.根据权利要求1所述的涡桨飞机旋转颤振模拟装置，其特征在于，挂架梁(1)的底端与短舱梁(2)上表面固定连接，顶端与机翼梁架底部固定连接。3.根据权利要求1所述的涡桨飞机旋转颤振模拟装置，其特征在于，俯仰轴承支座(3)顶部的第二轴承座包括两个，沿水平方向具对称设置，俯仰转轴(9)通过轴向端部的两个俯仰轴承转动安装在两个第二轴承座内。4.根据权利要求1所述的涡桨飞机旋转颤振模拟装置，其特征在于，偏航弹簧(15)沿短舱梁(2)轴线方向水平设置。5.根据权利要求1所述的涡桨飞机旋转颤振模拟装置，其特征在于，俯仰转轴(9)的俯仰轴承的转动轴线与偏航轴承支座(5)的偏航轴承的转动轴线位于同一竖直面内。6.根据权利要求1所述的涡桨飞机旋转颤振模拟装置，其特征在于，桨叶转轴(6)的转动轴线与俯仰转轴(9)的转动轴线位于同一水平面内。
7.根据权利要求1所述的涡桨飞机旋转颤振模拟装置，其特征在于，俯仰弹簧(16)的另一端是通过与俯仰弹簧支臂(18)与俯仰轴承盖板(4)固定。8.根据权利要求1所述的涡桨飞机旋转颤振模拟装置，其特征在于，短舱梁(2)分为包括沿其轴线方向依次设置的第一短舱梁(27)、第二短舱梁(28)以及第三短舱梁(29)，第二短舱梁(28)的一端通过螺栓与第一短舱梁(27)的一端固定连接，第二短舱梁(28)的另一端通过螺栓与第三短舱梁(29)的一端固定连接。

技术总结

本申请属于涡桨飞机旋转颤振相关试验研究技术领域，具体涉及一种涡桨飞机旋转颤振模拟装置，能够摸拟螺旋桨的转动及其陀螺效应，可研究发动机系统的偏航和俯仰刚度的变化、枢轴点变化、前进比对旋转颤振的影响，可实现定螺旋桨转速变参研究，并兼顾螺旋桨无动力风车状态的变参研究，能够实现对多个关键的变参研究，可极大的节省模型加工和试验成本。可极大的节省模型加工和试验成本。可极大的节省模型加工和试验成本。