[實用新型]單分量桿式低速鉸鏈力矩測量裝置

有效

• 申請號: 201220681650.3
• 申請日: 2012-12-12
• 公開（公告）號: CN203037441U
• 公開（公告）日: 2013-07-03
• 發明（設計）人: 黃丹;高小榮;陳文軍;苑嘉男;魏立輝;趙長輝;邱俊文
• 申請（專利權）人: 中國航空工業空氣動力研究院
• 主分類號: G01M9/06
• 分類號: G01M9/06;G01L3/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種單分量桿式低速鉸鏈力矩測量裝置。

背景技術

低速風洞鉸鏈力矩試驗主要是預測飛行器各種操縱面(又稱舵面)氣動特性，鉸鏈力矩的大小選擇舵面形狀和轉軸位置的依據。長期以來，片式舵面鉸鏈力矩天平通常設計為三分量或四分量，即鉸鏈力矩以及法向力、繞飛行器軸線的滾轉力矩、軸向力。三分量天平只適用于天平校準中心與舵面轉軸線重合的情況，一般都會存在兩心距，造成試驗測量準確度不高。數據處理時必須通過迭代的方式才能計算出鉸鏈力矩，中間誤差大，有時候還會由于迭代次數多出現不收斂的情況。

一般情況下，舵面的法向力載荷比較大，尤其在舵面的壓心、天平校準中心與舵面的轉軸線不重合的情況下，法向力帶來的附加力矩會給鉸鏈力矩主元的測量帶來很大的干擾。隨著舵面偏角增大，舵面法向力的干擾會隨著增加。以往風洞試驗測得的鉸鏈力矩的準確度指標一般都大于1％，精確度指標都大于3‰，很難滿足型號試驗發展的需要。

飛機設計對風洞試驗數據精準度的要求不斷提高，風洞試驗朝著精細化的方向發展。作為風洞試驗中力/力矩測量裝置，測力天平的性能直接影響試驗數據的準確性。新型單分量桿式低速鉸鏈力矩天平為提高風洞測力試驗準精度提供有效解決途徑，在風洞試驗測量領域具有廣闊的應用前景。

發明內容

基于以上不足之處，本實用新型提供一種用于低速風洞鉸鏈力矩試驗的單分量桿式鉸鏈力矩測量裝置，本結構能夠消除其余五元載荷特別是法向力對于鉸鏈力矩主元干擾所產生的測量偏差，實現準確測量飛機操縱面鉸鏈力矩的要求，解決低速鉸鏈力矩風洞試驗鉸鏈力矩精準度不高的現狀。

本實用新型主要通過下述技術方案得以實現：

一種單分量桿式低速鉸鏈力矩測量裝置，包括天平安裝基座、桿式單分量天平、翼根軸承座和翼稍軸承座，天平安裝基座與垂尾處機身連接，桿式單分量天平的法蘭端通過定位止口與天平安裝基座連接，桿式單分量天平的變形端為轉軸，轉軸上開有多個角度定位銷孔，并通過角度定位銷孔與方向舵連接，翼根軸承座的一端與垂尾的翼根連接，翼根軸承座的另外一端與垂尾連接，翼稍軸承座的一端與垂尾的翼稍連接，翼稍軸承座的另外一端與垂尾連接，翼根軸承座和翼稍軸承座內分別安裝有軸承。

本實用新型還具有如下特征：

1、翼根軸承座內軸承的軸線、翼稍軸承座內軸承的軸線、方向舵面轉軸線和桿式單分量天平的校準軸線同軸。

2、所述的桿式單分量天平采用16片應變片組成2組惠斯頓電橋進行信號測量。

3、所述的轉軸長240mm，直徑25mm。

4、應變片電阻阻值均為350歐姆。

本裝置能夠有效分離出其余載荷干擾元，并進行快速消擾，具有結構巧妙、體積小、簡單實用的優點，準確度指標一般都小于2‰，精確度指標都小于1‰。本實用新型對于提高低速鉸鏈力矩試驗精準度指標具有重要作用，其應用前景十分廣闊。本裝置已成功應用于我國C919飛機低速鉸鏈力矩試驗。

附圖說明：

圖1為單分量桿式低速鉸鏈力矩測量裝置安裝示意圖；

圖2為單分量桿式低速鉸鏈力矩天平結構示意圖；

圖3為單分量桿式低速鉸鏈力矩天平測量元件布置示意圖；

圖4為單分量桿式低速鉸鏈力矩天平惠斯頓橋路圖。

具體實施方式：

下面結合附圖舉例詳細說明本實用新型的具體實施方式。

實施例1

如圖1、圖2所示，本實施例應用于C919飛機模型的方向舵低速鉸鏈力矩的測量，該裝置包括天平安裝基座23、桿式單分量天平22、翼根軸承座和翼稍軸承座，天平安裝基座與垂尾24處機身連接，桿式單分量天平22的法蘭端27通過定位止口28與天平安裝基座23連接，桿式單分量天平22的變形端為轉軸25，轉軸25上開有多個角度定位銷孔20，方向舵19每更換一個角度采用直徑為8mm、1∶50的內螺紋圓錐銷將方向舵19和轉軸固定，翼根軸承座21的一端與垂尾24的翼根連接，翼根軸承座21的另外一端與垂尾24連接，翼稍軸承座28的一端與垂尾24的翼稍連接，翼稍軸承座28的另外一端與垂尾24連接，翼根軸承座21和翼稍軸承座24內分別安裝有軸承。翼根軸承座內軸承的軸線、翼稍軸承座內軸承的軸線、方向舵面轉軸線17和桿式單分量天平的校準軸線26同軸，從而確保試驗測量數據準確。轉軸長240mm，直徑25mm。

采用軸承安裝的方式可以限制住天平除繞舵面轉軸線旋轉外其余五個自由度，從而將其余五分量載荷分離出來，通過將天平校準軸線與舵面轉軸線設計成一體的方式可以有效的消掉其余載荷由于兩心距帶來的附加載荷對于鉸鏈力矩主元的干擾。

實施例2