專利名稱：帶有軸向力測量的四分量風(fēng)洞鉸鏈力矩實(shí)驗(yàn)天平的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及帶有軸向力測量的四分量風(fēng)洞鉸鏈力矩實(shí)驗(yàn)天平。
二背景技術(shù)：
風(fēng)洞鉸鏈力矩實(shí)驗(yàn)主要是實(shí)驗(yàn)預(yù)測飛行器各種操縱面(又稱舵面)氣動特性，鉸鏈力矩的大小和壓心位置是選擇舵面形狀和轉(zhuǎn)軸位置的依據(jù)。長期以來，片式舵面鉸鏈力矩天平通常設(shè)計為三分量，即鉸鏈力矩以及法向力和法向力繞飛行器軸線的滾轉(zhuǎn)力矩，不帶軸向力。三分量天平只適用于天平軸系和舵面軸系重合的情況。否則，不能忽略天平軸向力的影響。不然，隨著舵面偏角增大，舵面法向力誤差會越來越大。實(shí)際上，由于模型尺度小，用于安裝測量天平的空間有限，通常都是將天平置于厚度相對較大機(jī)翼內(nèi)部，天平軸系與舵面軸系不重合。此時，在舵面偏角較大時，天平軸向力將會很大，不應(yīng)忽略。所以，三分量的片式舵面鉸鏈力矩天平存在不能對軸向力測量的問題。
三、發(fā)明內(nèi)容為了克服片式舵面鉸鏈力矩天平存在的不帶軸向力測量的問題，本實(shí)用新型給出帶有軸向力測量的四分量風(fēng)洞鉸鏈力矩實(shí)驗(yàn)天平結(jié)構(gòu)型式，提出更為完整的舵面空間測力體系結(jié)構(gòu)，提高了風(fēng)洞鉸鏈力矩實(shí)驗(yàn)舵面法向力和壓心位置測量的準(zhǔn)確度。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是帶有軸向力測量的四分量風(fēng)洞鉸鏈力矩實(shí)驗(yàn)天平，天平整體為片式結(jié)構(gòu)，第一測量單元[I]和第二測量單元[2]相互垂直布置，第一測量單元由四個片梁結(jié)構(gòu)的測量元件構(gòu)成，分別布置在第一測量單元[I]的中間位置和兩側(cè)，中間位置為兩個測量元件，兩側(cè)各一個測量元件，第二測量單元[2]由六個片梁結(jié)構(gòu)形式的支撐片和測量元件組成，對稱分布在天平軸線兩側(cè)。與現(xiàn)有技術(shù)相比本實(shí)用新型的特點(diǎn)和進(jìn)步在于由于增加了天平軸向力的測量單元，從而能夠準(zhǔn)確的計算出舵面總的氣動力載荷，進(jìn)而得到精確的舵面法向力和壓心位置。而傳統(tǒng)片式舵面鉸鏈力矩天平?jīng)]有軸向力測量單元，只能近似得到舵面的法向力和壓心位置。本實(shí)用新型的片式結(jié)構(gòu)與常規(guī)片式結(jié)構(gòu)三分量天平相比具有更為完整的空間測力體系元件結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型能夠提高風(fēng)洞鉸鏈力矩實(shí)驗(yàn)測量準(zhǔn)確度，特別是舵面法向力和壓心位置的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度，實(shí)用價值較大。
四
圖I為帶有軸向力測量的四分量鉸鏈力矩天平結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為帶有軸向力測量的四分量鉸鏈力矩天平結(jié)構(gòu)剖面示意圖。其中1為第一測量單元，2為第二測量單元，3、4、5、6、7、8分別為第一測量元件、第二測量元件、第三測量元件、第四測量元件、第五測量元件和第六測量元件，9、10、11、12分別為第一支撐片、第二支撐片、第三支撐片和第四支撐片。
五具體實(shí)施方式
結(jié)合附圖，給出如下實(shí)施例，對本實(shí)用新 型的技術(shù)方案作進(jìn)一步說明。帶有軸向力測量的四分量風(fēng)洞鉸鏈力矩實(shí)驗(yàn)天平，天平整體為片式結(jié)構(gòu)，第一測量單元[I]和第二測量單元[2]相互垂直布置，第一測量單元[I]由四個片梁結(jié)構(gòu)形式的第一測量元件[3]、第二測量元件[4]、第三測量元件[5]和第四測量元件[6]構(gòu)成，分別布置在第一測量單元[I]的中間位置和兩側(cè)，中間位置為兩個測量元件，兩側(cè)各一個測量元件，第二測量單元[2]由六個片梁結(jié)構(gòu)形式的第一支撐片[9]、第二支撐片[10]、第三支撐片[11]、第四支撐片[12]和第五測量元件[7]、第六測量元件[8]組成，對稱分布在天平軸線兩側(cè)。如圖I所示，本實(shí)用新型技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)，天平結(jié)構(gòu)由兩組相互垂直布置的第一測量單元[I]和第二測量單元[2]組成，為片式結(jié)構(gòu)。第一測量單元[I]用于測量法向力、鉸鏈力矩和滾轉(zhuǎn)力矩，第二測量單元[2]用于測量軸向力。在第一測量單元[I]中，利用中間位置的第二測量元件[4]和第三測量元件[5]測量鉸鏈力矩，利用兩側(cè)的第一測量元件[3]和第四測量元件[6]測量法向力和滾轉(zhuǎn)力矩。第二測量單元[2]由六個片梁結(jié)構(gòu)形式的支撐片和測量單元組成，對稱分布在天平軸線兩側(cè)，利用第五測量元件[7]和第六測量元件[8]測量軸向力。如圖I和圖2所示，天平結(jié)構(gòu)由兩組相互垂直布置的第一測量單元[I]和第二測量單元[2]組成，測量單元為片式結(jié)構(gòu)且相互垂直布置。第一測量單元[I]含有四個測量元件(附圖中3、4、5、6)，第二測量單元[2]含有四個支撐片(附圖中9、10、11、12)和兩個測量元件(附圖中7、8)，測量元件和支撐片均為片梁結(jié)構(gòu)形式。利用第一測量單元[I]中的第二測量元件[4]和第三測量元件[5]測量鉸鏈力矩，利用第一測量元件[3]和第四測量元件[6]測量法向力和滾轉(zhuǎn)力矩。利用第二測量單元[2]中第五測量元件[7]和第六測量元件[8]測量軸向力。利用第一測量單元[I]測量鉸鏈力矩、法向力和滾轉(zhuǎn)力矩，利用第二測量單元[2]測量軸向力。利用第一測量單元[I]中第二測量元件[4]和第三測量元件[5]測量鉸鏈力矩，利用第一測量元件[3]和第四測量元件[6]測量法向力和滾轉(zhuǎn)力矩。利用第二測量單元[2]中第五測量元件[7]和第六測量元件[8]測量軸向力。
權(quán)利要求1.帶有軸向力測量的四分量風(fēng)洞鉸鏈力矩實(shí)驗(yàn)天平，其特征在于天平整體為片式結(jié)構(gòu)，第一測量單元[I]和第二測量單元[2]相互垂直布置，第一測量單元[I]由四個片梁結(jié)構(gòu)形式的第一測量元件[3]、第二測量元件[4]、第三測量元件[5]和第四測量元件[6]組成，分別布置在第一測量單元[I]的中間位置和兩側(cè)，第一測量單元[I]完成法向力、鉸鏈力矩和滾轉(zhuǎn)力矩的測量，第二測量單元[2]由六個片梁結(jié)構(gòu)形式的第一支撐片[9]、第二支撐片[10]、第三支撐片[11]、第四支撐片[12]和第五測量元件[7]、第六測量元件[8]組成，分別對稱分布在天平軸線兩側(cè)，第二測量單元[2]完成軸向力的測量。
專利摘要本實(shí)用新型為帶有軸向力測量的四分量風(fēng)洞鉸鏈力矩實(shí)驗(yàn)天平。為解決片式舵面鉸鏈力矩天平實(shí)驗(yàn)舵面法向力和壓心位置測量準(zhǔn)確度不高問題，本實(shí)用新型給出技術(shù)方案是天平整體為片式結(jié)構(gòu)，第一測量單元[1]和第二測量單元[2]相互垂直布置，第一測量單元[1]由四個片梁結(jié)構(gòu)形式的測量元件組成，分別為第一測量元件[3]、第二測量元件[4]、第三測量元件[5]和第四測量元件[6]，第二測量單元[2]由六個片梁結(jié)構(gòu)形式的支撐片和測量元件組成，分別為第一支撐片[9]、第二支撐片[10]、第三支撐片[11]、第四支撐片[12]和第五測量元件[7]、第六測量元件[8]，天平利用第一測量單元[1]測量法向力、鉸鏈力矩和滾轉(zhuǎn)力矩，利用第二測量單元[2]測量軸向力，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)經(jīng)過復(fù)合計算得出舵面總的氣動力載荷，進(jìn)而準(zhǔn)確求得舵面法向力和壓心位置。
文檔編號G01M9/06GK202372333SQ20102020800
公開日2012年8月8日 申請日期2010年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月31日
發(fā)明者劉喜賀, 徐越, 王天昊, 邱俊文, 陶愛華, 黃丹 申請人:中國航空工業(yè)空氣動力研究院