[發明專利]一種彈翼氣動載荷模擬加載裝置及方法

有效

• 申請號: 201811301503.7
• 申請日: 2018-11-02
• 公開（公告）號: CN109387357B
• 公開（公告）日: 2020-02-21
• 發明（設計）人: 張曉天;李曉剛;劉家欣;王睿青;朱浩;郝大千
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G01M13/00
• 分類號: G01M13/00;G01M5/00
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙) 11371
• 代理人: 徐麗

本發明公開了一種彈翼氣動載荷模擬加載裝置及方法，涉及航空航天技術領域。該裝置包括第一固定面、第二固定面、橫梁、加載螺桿、由多級杠桿形成的加載杠桿系統和加載塊；第一固定面和第二固定面相對設置，橫梁固定連接在兩個固定面之間；第一固定面上設置有第一固定塊和第二固定塊，用于將彈翼固定在第一固定面上；加載螺桿貫穿橫梁，加載螺桿的下端向加載杠桿系統中的一級杠桿施加總載荷，加載杠桿系統中各末級杠桿的兩端分別位于加載塊上各載荷施加點的位置處；加載塊位于彈翼的上方，且與彈翼的形狀相匹配。該裝置通過簡單的螺桿結構來施加載荷，可進行連續加載，結構簡單，加載方式仿真性高。

技術領域

本發明涉及航空航天技術領域，具體而言，涉及一種彈翼氣動載荷模擬加載裝置及方法。

背景技術

彈翼為導彈飛行提供升力，飛行過程中，彈翼會受到氣動載荷作用。為保證飛行安全及穩定，對彈翼強度和剛度有相應要求，彈翼靜力試驗是至關重要的驗證手段，通過固定結合面，在翼面上施加相應載荷來得到彈翼的強度和剛度特性，判定是否滿足飛行要求。

現有試驗手段中，彈翼所受的氣動載荷根據風洞試驗或者計算軟件得到，再結合簡單的力和力矩等效關系得到加載點和加載點處的載荷，以便于靜力試驗加載，該種方式獲得的載荷分布與風洞試驗或計算軟件得到的氣動載荷可能存在較大差別，對彈翼產生的變形效果不同；并且，從試驗裝置上看，現有的加載方式通常為液壓加載或懸掛加載，前者結構復雜，設備昂貴，需要專業人士進行操作，而后者裝卸麻煩，很難連續加載，且容易產生沖擊，造成設備損壞，且現有的加載方式通常為局部加載，飛行過程中所產生的氣動載荷為面力，這兩者有較大差別。

發明內容

本發明的目的在于提供一種彈翼氣動載荷模擬加載裝置及方法，載荷分布更加準確，加載方式仿真性更高，彈翼的變形情況更加接近真實飛行狀態，并可進行連續加載。

第一方面，本發明提供一種彈翼氣動載荷模擬加載裝置，包括第一固定面、第二固定面、橫梁、加載螺桿、由多級杠桿形成的加載杠桿系統和加載塊；所述第一固定面和所述第二固定面相對設置，所述橫梁固定連接在兩個固定面之間且所述橫梁垂直于第一固定面和第二固定面；所述第一固定面上設置有位于同一水平線上的第一固定塊和第二固定塊，所述第一固定塊和所述第二固定塊用于將彈翼固定在所述第一固定面上；所述加載螺桿貫穿所述橫梁，所述加載螺桿的下端向加載杠桿系統中的一級杠桿施加總載荷，所述加載杠桿系統中各末級杠桿的兩端分別位于加載塊上各載荷施加點的位置處；所述加載塊位于所述彈翼的上方，且與所述彈翼的形狀相匹配。

可選地，所述橫梁為兩條工字梁，兩條工字梁的翼緣位于同一水平面上，且兩條工字梁之間預留有所述加載螺桿可穿過的距離。

可選地，兩條工字梁的上翼緣上還固定設置有加載座，所述加載座開設有與所述加載螺桿的螺紋相適配的螺紋孔；所述加載螺桿貫穿所述加載座。

可選地，所述加載塊與所述彈翼之間設有橡膠墊，用于使加載塊的傳力更加均勻。

可選地，在所述加載螺桿的下端設有傳感器，用于測量所述加載螺桿施加在一級杠桿上的總載荷。

可選地，在所述加載螺桿的下端還設有傳力球，所述傳力球位于加載螺桿的下端和傳感器之間，所述傳力球為圓狀。

可選地，所述加載螺桿的上端為方形或六棱柱形。

第二方面，本發明提供一種彈翼氣動載荷模擬加載方法，應用于第一方面所述的裝置，包括：

確定彈翼的氣動載荷分布，所述氣動載荷分布包括所述彈翼表面每一面元的壓力；

根據所述彈翼表面每一面元的壓力，獲得所述彈翼的翼面升力及翼面壓心位置；

將所述彈翼的翼面劃分為若干分塊，根據每一分塊的形心確定向加載塊施加載荷的加載杠桿系統中各末級杠桿兩端所在的各載荷施加點的位置；