Аэродинамический возбудитель вибрации крыла самолета

 

Изобретение относится к устройствам возбуждения упругих колебаний конструкции и может быть использовано, например, в авиации при определении динамических характеристик элементов конструкции. Сущность изобретения заключается в том, что аэродинамические колебания крыла самолета возбуждают с помощью аэродинамического возбудителя вибрации крыла самолета, содержащего вращающуюся аэродинамическую поверхность, размешенную на конце крыла с электроприводами этой поверхности, выполненную в виде двухлопастного винта. Лопасти с заданным установочным углом атаки закреплены параллельно друг к другу, ось винта расположена между двумя лопастями, направлена вдоль хорд крыла самолета. При этом фокус лопастей совмещен с осью жесткости крыла самолета. Предлагаемое изобретение позволит повысить эффективность испытаний. 2 ил.

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к устройствам возбуждения упругих колебаний конструкции, и может быть использовано, например, в авиации при определении динамических характеристик элементов конструкции планера летательного аппарата (ЛА).

Предлагаемое устройство предназначено для повышения эффективности летных частотных испытаний. При проведении подобных испытаний в качестве тестового воздействия используют обычно гармоническое возбуждение со сканируемой частотой. Известны устройства возбуждения упругих колебаний ЛА синусоидальным сигналом, использующие в своем составе в большинстве случаев электродинамические и аэродинамические силовозбудители [1] . Аэродинамические силовозбудители имеют более высокие удельные показатели.

Существенным недостатком используемых ныне аэродинамических силовозбудителей является наличие гидравлического привода. Особенная трудность возникает с монтажом гидросистемы, в частности, с прокладкой гидромагистрали вдоль плоскости крыла. Кроме того, в системах аэродинамического возбуждения используют специальные устройства формирования тестового сигнала - генераторы синусоидального сигнала, которые представляют собой сложные электронные устройства.

Известен аэродинамический силовозбудитель, консольно расположенный на законцовке крыла [2], содержащий гидравлический привод, генератор синусоидальных сигналов и расположенную на оси привода (рулевого агрегата) вращающуюся аэродинамическую поверхность ВАП в виде небольшого крылышка.

Наиболее близким по технической сущности является аэродинамической возбудитель вибрации крыла самолета, содержащий вращающуюся аэродинамическую поверхность, установленную на конце крыла, выполненную в виде двухлопастного воздушного винта и снабженную электроприводом [3].

Недостатком устройства является то, что возбудитель мало эффективен для создания изгибных колебаний, кроме того периодическое изменение положения точки приложения сил от лопастей аэродинамического возбудителя вибрации крыла вызывает крутильные колебания крыла.

Указанные недостатки снижают эффективность аэродинамического возбудителя вибрации и его функциональную надежность.

Предлагаемое изобретение позволяет повысить эффективность и функциональную надежность при возбуждении вибрации крыла самолета.

Для этого аэродинамический возбудитель вибрации крыла самолета, содержащий вращающуюся аэродинамическую поверхность, установленную на конце крыла, и электропривод этой поверхности, выполнен в виде двухлопастного винта, лопасти которого с заданным установочным углом атаки закреплены параллельно друг к другу, ось винта расположена между двумя лопастями, направлена вдоль хорд крыла самолета, при этом фокус аэродинамических лопастей совмещен с осью жесткости крыла самолета.

Эффективность повышается за счет увеличения величины подъемной силы вдвое (при отсутствии динамического дисбаланса). Поскольку точка приложения подъемной силы такого аэродинамического возбудителя в процессе возбуждения не претерпевают изменения, то при возбуждении изгибных колебаний крутильные колебания отсутствуют (при условии расположения его на оси жесткости крыла).

Устройство представлено на фиг. 1, 2.

На фиг. 1 изображен аэродинамический возбудитель, на фиг. 2 изображен аэродинамический возбудитель на крыле самолета, установленный для проведения испытаний.

Как показано на фиг. 1, 2 устройство содержит лопасти вращающейся аэродинамической поверхности 1, установленных параллельно друг другу, выполненные в виде двухлопасного воздушного винта с электроприводом 2, размещенные на конце крыла 3, лопасти спарены, установлены под заданным углом атаки, ось винта 4 расположена между двумя лопастями и направлена вдоль хорд крыла самолета, при этом фокус аэродинамических лопастей совмещен с осью жесткости 5 крыла самолета. Аэродинамический возбудитель вибрации крыла самолета работает следующим образом.

Приводной электродвигатель приводит во вращение воздушный винт, который преобразует вращательное движение в подъемную силу, пропорциональную углу атаки и скоростному напору. Эта сила через электродвигатель передается на конструкцию ЛА, вызывая колебания последней по гармоническому закону.

Источник информации 1. М. Д. Клячко, Е.В. Арнаутов. Летные прочностные испытания. Динамические нагрузки. М.: Машиностроение, 1984 г.

2. Техническая информация. N 6, 1988 г. ЦАГИ.

3. Прототип Заявка N 93013734, 17.03.93 г.

Формула изобретения

Аэродинамический возбудитель вибрации крыла самолета, содержащий вращающуюся аэродинамическую поверхность, выполненную в виде двухлопастного воздушного винта с электроприводом, установленную на конце крыла, отличающийся тем, что лопасти установлены под заданным углом атаки параллельно друг другу, ось винта расположена между ними и направлена вдоль хорды крыла, при этом фокус лопастей винта совмещен с осью жесткости крыла самолета.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2