[發明專利]一種飛機模型轉動慣量測量裝置和測量方法

有效

• 申請號: 202110363468.7
• 申請日: 2021-04-02
• 公開（公告）號: CN113092006B
• 公開（公告）日: 2023-03-03
• 發明（設計）人: 羅文莉;陸琪;雷平;顧偉彬
• 申請（專利權）人: 中國商用飛機有限責任公司;中國商用飛機有限責任公司上海飛機設計研究院
• 主分類號: G01M1/10
• 分類號: G01M1/10
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 李小芳

本公開的一方面涉及一種飛機模型轉動慣量測量裝置，包括轉動部分，其包括轉軸和固定裝置；懸掛部分，其用于懸掛轉動部分以使得轉軸處于水平方向并且使得懸掛部分能繞轉軸自由轉動；以及附加質量部分，其用于添加重心低于轉軸的附加質量。本公開的其他方面還包括相應的飛機模型轉動慣量測量方法，用于測量擺動次數和相應的擺動時間并基于擺動次數、擺動時間、附加質量塊的質量及其重心離轉軸的距離來確定飛機模型的轉動慣量。

技術領域

本申請一般涉及轉動慣量測量，尤其涉及用于飛機動力學模型試驗的轉動慣量測量。

背景技術

在開展一些飛機動力學模型試驗時，需要測量模型的轉動慣量，并通過公式轉換保證其與全尺寸飛機轉動慣量之間滿足一定的相似準則。轉動慣量的準確測量對于模擬飛機的動態響應至關重要。

目前通常采用的方法是例如基于雙線擺法的飛機模型轉動慣量測量方案，即采用兩根鋼索懸掛一根均質金屬桿形成懸掛系統，該金屬桿通過卡圈與飛機模型進行連接，要求該金屬桿保持水平狀態，并且飛機模型的重心需要位于通過水平桿中心點的鉛垂線上。使飛機模型連同懸掛系統產生穩定的扭擺運動，使用秒表測量其擺動周期，最后根據物理擺公式計算出飛機模型的轉動慣量。該方法對于金屬桿的水平安裝以及金屬桿與飛機模型連接位置的要求較高，需要較大的安裝空間，且轉動慣量的測量精度依賴于鋼索長度和水平桿長等因素。

因此，本領域需要改進的用于飛機動力學模型試驗的轉動慣量測量方案。

發明內容

本公開的一方面涉及一種飛機模型轉動慣量測量裝置，包括轉動部分，其包括轉軸和固定裝置，該固定裝置用于固定飛機模型以使得該飛機模型與該轉軸之間不發生相對轉動，并使該轉軸穿過該飛機模型的設計重心；懸掛部分，其用于懸掛該轉動部分以使得該轉軸處于水平方向并且使得該懸掛部分能繞該轉軸自由轉動；以及附加質量部分，其用于添加重心低于該轉軸的附加質量，并使得該飛機模型在被該固定裝置固定之后在平衡狀態下該飛機模型的重心的重力方向穿過該附加質量部分的重心。

根據一示例性實施例，該固定裝置進一步用于以多個不同方向固定該飛機模型，以測量該飛機模型在該多個不同方向上的轉動慣量。

根據一示例性實施例，該多個不同方向包括以下一者或多者或其任何組合：俯仰、滾轉、以及偏航。

根據一示例性實施例，該固定裝置包括用于固定在該飛機模型內部的至少兩塊重心板，該至少兩塊重心板固定在該轉軸的兩側或一側，并且其間隔開固定該飛機模型所需的距離。

根據一示例性實施例，該附加質量部分包括下懸臂和附加質量塊，其中，當該至少兩塊重心板固定在該轉軸的兩側時，該下懸臂包括直臂，而當該至少兩塊重心板固定在該轉軸的一側時，該下懸臂包括曲臂。

根據一示例性實施例，該下懸臂的上端固定連接在該轉軸的中央，并且該下懸臂的下端與該附加質量塊固定連接并使該下懸臂的方向穿過該附加質量塊的重心。

根據一示例性實施例，該附加質量塊的重心離該轉軸的距離在1米到1.5米的范圍中。

根據一示例性實施例，該懸掛部分包括上懸臂，用于懸掛該轉軸以使得該上懸臂能繞該轉軸自由轉動；以及懸掛框，用于以一個或多個可調節的高度固定懸掛該上懸臂。

根據一示例性實施例，該懸掛部分還包括掛鉤，用于固定懸掛該懸掛框。