本发明涉及流体力学风洞试验，尤其涉及一种旋转式风洞试验装置。
背景技术：
1、传统的风洞都是以人工的方式产生并且控制气流，用来模拟飞行器或实体周围气体的流动情况，并根据流动相对原理和相似理论量度气流对实体的作用效果以及观察物理现象的一种管道状实验设备。主要有直流式和回流式两类。
2、直流式风洞包含埃菲尔式风洞和哥廷根式风洞，回流式风洞分为单回流式风洞、双回流式风洞和环形回流式风洞。现阶段的气流场试验多在传统风洞内进行，但是传统风洞功能较为单一，且使用限制条件较多，对复杂大气环境工况下的模拟试验难以在传统风洞中进行。因此，亟需一种新的试验气流场产生方法，以较低成本实现设备在复杂环境高速气流中运行性能的检测，推动气流场试验技术的发展。
3、旋转式风洞是一种在旋转流场中测试模型气动特性的特殊风洞。目前在旋转流场中测试模型气动特性的方式有气体转动和模型转动两种。以气流转动为工作原理的传统风洞虽然能获得稳定且可靠的实验数据，但是传统风洞设备的设计与建设成本高昂，占地面积及运行功率极大；以模型转动为工作原理的旋转式试验装置，例如研究飞机尾旋运动中复杂气动特性的立式风洞旋转天平试验装置，这类装置只能做特定的试验，具有很大的局限性。
技术实现思路
1、根据上述提出的技术问题，为了丰富气流场试验手段以及满足复杂环境气流场试验的要求，而提供一种旋转式风洞试验装置。本发明通过旋转臂带动模型转动的旋转式风洞试验装置，能满足模型在不同工况下的速度需求，同时为了保持流场的均匀稳定，还使用了一种消除流场中尾迹的结构。
2、本发明采用的技术手段如下：
3、一种旋转式风洞试验装置，包括：主动旋转结构、被动旋转结构、轴系结构、整流栅结构和数据采集装置，其中：
4、所述主动旋转结构，用于通过电机作用，带动装置主动旋转，并控制转速；
5、所述被动旋转结构，用于连接被测模型，与主动旋转结构同步旋转；
6、所述轴系结构，用于传递主动旋转结构中电机产生的扭矩，同时防止被动旋转结构发生径向偏移；
7、所述整流栅结构，用于分隔流场，同时消除被动旋转结构和被测模型产生的尾迹；
8、所述数据采集装置，用于实时测量并储存被测模型在实验过程中的拉伸和压缩载荷及运行速度。
9、进一步地，所述主动旋转结构包括：底座、电机和电机支撑架，其中：
10、所述电机支撑架通过螺栓固定在底座上，所述电机通过螺栓固定在电机支撑架上，所述底座用于固定所述旋转式风洞试验装置，所述电机用于控制所述主动旋转结构的转速，所述电机支撑架用于固定电机。
11、进一步地，所述被动旋转结构包括：第一内六角螺栓、第一大平垫、第一轴用平垫、圆头固定螺栓、第二大平垫、第一普通平垫、第二内六角螺栓、第二普通平垫、数据记录仪固定块、连接轴、旋转头、连接套筒、第二轴用平垫、旋臂固定块、旋臂、空心半球头，其中：
12、所述旋转头和旋转轴通过螺栓连接固定，用于带动被动旋转结构与主动旋转结构同步旋转；所述圆头固定螺栓用于防止被动旋转结构在运行时产生角度偏移；所述连接套筒、连接轴及第一轴用平垫共同作用，将数据记录仪固定块和旋臂固定块连接在同一轴线上，并配合第一内六角螺栓和第二内六角螺栓进行固定；所述旋臂固定在旋臂固定块上，所述空心半球头焊接在旋臂末端，空心半球头通过细线连接被测模型。
13、进一步地，所述轴系结构包括：联轴器、轴承固定板、组合轴承和旋转轴，其中：
14、所述联轴器，一端固定连接电机，另一端连接旋转轴，用于固定并支撑旋转轴和被动旋转结构；
15、所述轴承固定板，固定在电机支撑架上，用于固定组合轴承；
16、所述组合轴承，套设在旋转轴上，固定在轴承固定板的上表面，用于支撑被动旋转结构，防止被动旋转结构在试验过程中发生径向偏移；
17、所述旋转轴，一端连接组合轴承，另一端连接被动旋转结构。
18、进一步地，所述整流栅结构包括：整流栅支架、第一整流栅、第二整流栅、整流栅固定板和安全罩，其中：
19、所述整流栅支架，一端固定在底座上，另一端固定连接第一整流栅；所述整流栅固定板，一端固定在安全罩内壁上，另一端固定连接第二整流栅；所述第一整流栅和第二整流栅之间有一定距离，用于消除被动旋转结构和被测模型产生的尾迹。
20、进一步地，所述数据采集装置包括：传感器和数据记录仪，其中：
21、所述传感器固定在被动旋转结构上，用于测量被测模型在实验中的拉伸和压缩载荷及运行速度；
22、所述数据记录仪固定在被动旋转结构尾端，用于记录传感器中监测到的实时数据。
23、进一步地，所述安全罩为圆柱形结构，顶部为半球形，所述旋转式风洞试验装置位于安全罩的中心位置，所述安全罩用于在试验过程中抵抗外界干扰。
24、较现有技术相比，本发明具有以下优点：
25、本发明提供的一种旋转式风洞试验装置，旋臂和实验模型同步旋转时都会产生尾迹，整流栅将流场分隔开，并在跟随试验装置同步转动时，能消除旋臂和实验模型产生的尾迹，使得实验模型在测试时不受到尾迹的干扰。
26、本发明提供的一种旋转式风洞试验装置，实验模型在试验装置旋转带动下做圆周运动，此时在同一圆周曲线上实验模型的不同的点的速度是不一样的，实验人员可同过布置传感器或者其他测量仪器测得这些实验数据，从而能更精确分析实验模型在这旋转流场中各个点的气动特性。
27、本发明提供的一种旋转式风洞试验装置，操作方便，成本低。并且电机可以控制速度、位置精度非常准确，它能快速让试验装置从低速调节到高速，为实验人员在不同的工况下对实验模型进行飞行特性的测试提供了极大便利，以此优化实验模型的结构外形，提升实验模型的气动性能。
28、基于上述理由本发明可在流体力学风洞试验技术领域广泛推广。
1.一种旋转式风洞试验装置，其特征在于，包括：主动旋转结构、被动旋转结构、轴系结构、整流栅结构和数据采集装置，其中：
2.根据权利要求1所述的旋转式风洞试验装置，其特征在于，所述主动旋转结构包括：底座(1)、电机(2)和电机支撑架(3)，其中：
3.根据权利要求1所述的旋转式风洞试验装置，其特征在于，所述被动旋转结构包括：第一内六角螺栓(801)、第一大平垫(802)、第一轴用平垫(803)、圆头固定螺栓(804)、第二大平垫(805)、第一普通平垫(806)、第二内六角螺栓(807)、第二普通平垫(808)、数据记录仪固定块(809)、连接轴(810)、旋转头(811)、连接套筒(812)、第二轴用平垫(813)、旋臂固定块(814)、旋臂(815)、空心半球头(816)，其中：
4.根据权利要求1所述的旋转式风洞试验装置，其特征在于，所述轴系结构包括：联轴器(4)、轴承固定板(5)、组合轴承(6)和旋转轴(7)，其中：
5.根据权利要求1所述的旋转式风洞试验装置，其特征在于，所述整流栅结构包括：整流栅支架(10)、第一整流栅(11)、第二整流栅(13)、整流栅固定板(14)和安全罩(15)，其中：
6.根据权利要求1所述的旋转式风洞试验装置，其特征在于，所述数据采集装置包括：传感器(9)和数据记录仪(12)，其中：
7.根据权利要求5所述的旋转式风洞试验装置，其特征在于，所述安全罩(15)为圆柱形结构，顶部为半球形，所述旋转式风洞试验装置位于安全罩(15)的中心位置，所述安全罩(15)用于在试验过程中抵抗外界干扰。
