專利名稱：單分量抱軸式低速鉸鏈力矩測量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種單分量抱軸式低速鉸鏈力矩測量裝置。
背景技術(shù)：
低速風(fēng)洞鉸鏈力矩試驗(yàn)主要是預(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(jì)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(zhuǎn)力矩、軸向力。三分量天平只適用于天平校準(zhǔn)中心與舵面轉(zhuǎn)軸線重合的情況，一般都會存在兩心距，造成試驗(yàn)測量準(zhǔn)確度不高。數(shù)據(jù)處理時(shí)必須通過迭代的方式才能計(jì)算出鉸鏈力矩，中間誤差大，有時(shí)候還會由于迭代次數(shù)多出現(xiàn)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(zhǔn)中心與舵面的轉(zhuǎn)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(fēng)洞試驗(yàn)測得的鉸鏈力矩的準(zhǔn)確度指標(biāo)一般都大于1%，精確度指標(biāo)都大于3%。，很難滿足型號試驗(yàn)發(fā)展的需要。飛機(jī)設(shè)計(jì)對風(fēng)洞試驗(yàn)數(shù)據(jù)精準(zhǔn)度的要求不斷提高，風(fēng)洞試驗(yàn)朝著精細(xì)化的方向發(fā)展。作為風(fēng)洞試驗(yàn)中力/力矩測量裝置，測力天平的性能直接影響試驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

實(shí)用新型內(nèi)容基于以上不足之處，本實(shí)用新型的目的提供一種單分量抱軸式低速鉸鏈力矩測量裝置，解決低速鉸鏈力矩風(fēng)洞試驗(yàn)鉸鏈力矩精準(zhǔn)度不高的問題。本實(shí)用新型主要通過下述技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn):—種單分量抱軸式低速鉸鏈力矩測量裝置，包括單分量抱軸式應(yīng)變天平、軸、翼稍軸承安裝座和兩個(gè)翼根軸承安裝座，翼稍軸承安裝座的一端與平尾的翼稍連接，翼稍軸承安裝座的另外一端與升降舵連接，第一和第二翼根軸承安裝座的一端分別與平尾的翼根連接，第一和第二翼根軸承安裝座的另外一端分別與升降舵連接；軸分別插入在第一和第二翼根軸承座的翼根軸承內(nèi)，單分量抱軸式應(yīng)變天平的抱軸端與軸緊固連接，單分量抱軸式應(yīng)變天平的固定端與平尾緊固連接。本實(shí)用新型還具有如下特征:1、以上所述的單分量抱軸式應(yīng)變天平包括應(yīng)變梁，應(yīng)變梁與抱軸端連接，應(yīng)變梁上設(shè)置有“S”形消擾槽，消擾槽的梁的厚度為0.[0010]2、以上所述的翼稍軸承安裝座和翼根軸承安裝座的軸承的軸線、單分量抱軸式應(yīng)變天平的抱軸的軸線和升降舵的轉(zhuǎn)軸線重合。3、以上所述的桿式單分量天平的應(yīng)變梁上采用8片應(yīng)變片組成2組惠斯頓電橋進(jìn)行信號測量。4、以上所述的應(yīng)變片電阻阻值均為350歐姆。本裝置通過軸承安裝的方式，有效分離出其余五元載荷特別是法向力干擾源，并通過消擾槽元件消除其余載荷對于鉸鏈力矩主元的干擾，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確測量飛機(jī)操縱面鉸鏈力矩的要求；提高低速鉸鏈力矩試驗(yàn)測量的精準(zhǔn)度。本裝置能夠有效分離出其余載荷干擾元，并進(jìn)行快速消擾，并且具有結(jié)構(gòu)巧妙、體積小、簡單實(shí)用和精度高的優(yōu)點(diǎn)。準(zhǔn)確度指標(biāo)一般都小于2%。，精確度指標(biāo)都小于1%。。本實(shí)用新型對于提高低速鉸鏈力矩試驗(yàn)精準(zhǔn)度指標(biāo)具有重要作用，其應(yīng)用前景十分廣闊。

圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為單分量抱軸式應(yīng)變天平連接示意圖；圖3為單分量抱軸式應(yīng)變天平的應(yīng)變片測量元件框圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖舉例詳細(xì)說明本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
:實(shí)施例1基于我國重點(diǎn)型號C919飛機(jī)低速鉸鏈力矩試驗(yàn)測量需求，提供一種低速風(fēng)洞鉸鏈力矩試驗(yàn)用單分量抱軸式低速鉸鏈力矩測量裝置，本結(jié)構(gòu)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(chǎn)生的測量偏差，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確測量飛機(jī)操縱面鉸鏈力矩的要求。如圖1-2所示，一種單分量抱軸式低速鉸鏈力矩測量裝置，包括單分量抱軸式應(yīng)變天平14、直徑為8mm的軸17、翼稍軸承安裝座10和兩個(gè)翼根軸承安裝座12.16，翼稍軸承安裝座10的一端通過螺釘與平尾13的翼稍連接，翼稍軸承安裝座10的另外一端通過螺釘與升降舵11連接，第一和第二翼根軸承安裝座12.16的一端分別通過螺釘與平尾13的翼根連接，第一和第二翼根軸承安裝座12.16的另外一端分別通過螺釘與升降舵11連接；軸17分別插入在第一和第二翼根軸承座12.16的軸承內(nèi)，單分量抱軸式應(yīng)變天平14的抱軸端18與軸17緊固連接，單分量抱軸式應(yīng)變天平14的固定端19與平尾13緊固連接。所述的單分量抱軸式應(yīng)變天平包括應(yīng)變梁20，應(yīng)變梁20上設(shè)置有“S”形消擾槽15。實(shí)施例2在試驗(yàn)以及改變舵面角度時(shí)，舵面轉(zhuǎn)軸線、天平抱軸軸線、翼根軸承軸線、翼稍軸承軸線重合。如果空間允許，抱軸尺寸越大天平剛度越好。采用這種軸承安裝的方式可以限制住除繞轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)外其余五個(gè)自由度，從而將其余分量載荷分離出來。舵面采用變角度片方式更換舵面試驗(yàn)角度，每跟換一個(gè)角度片，需要將天平兩側(cè)壓板的螺釘松開，松開抱軸，然后用相應(yīng)角度片定位，調(diào)整到試驗(yàn)角度后，將天平兩側(cè)壓板螺釘擰緊，天平抱軸鎖緊抱死，試驗(yàn)時(shí)卸掉定位角度片，安上保形角片補(bǔ)塊。通過天平上設(shè)計(jì)的消擾槽元件消除其余元的載荷，消擾槽梁的厚度越小，消擾效果越明顯，一般消擾槽梁厚控制在0.之間，消擾槽相當(dāng)于柔性鉸鏈，可以有效的消掉其余元載荷對于繞轉(zhuǎn)軸鉸鏈力矩元的干擾。實(shí)施例3圖3為單分量抱軸式應(yīng)變天平的應(yīng)變片測量元件布置圖，該天平共采用8片應(yīng)變片組成2組惠斯頓電橋進(jìn)行信號測量，組件方式為力矩組橋，第一應(yīng)變片I與第二應(yīng)變片2組成對橋臂，第七應(yīng)變片7與第八應(yīng)變片8組成相鄰對橋臂，兩橋臂通過漆包線連成第一全橋電路，同樣，第三應(yīng)變片3與第四應(yīng)變片4組成對橋臂，第五應(yīng)變片5與第六應(yīng)變片6組成相鄰對橋臂，兩橋臂通過漆包線連成第二全橋電路，應(yīng)變片電阻阻值均為350歐姆，如圖5所示。為了增大輸出信號，應(yīng)變片的粘貼位置與轉(zhuǎn)軸線的距離應(yīng)盡可能的小，采用并行橋路疊加的方式可以將輸出信號增加一倍。
權(quán)利要求1.一種單分量抱軸式低速鉸鏈力矩測量裝置，包括單分量抱軸式應(yīng)變天平、軸、翼稍軸承安裝座和兩個(gè)翼根軸承安裝座，其特征在于:翼稍軸承安裝座的一端與平尾的翼稍連接，翼稍軸承安裝座的另外一端與升降舵連接，第一和第二翼根軸承安裝座的一端分別與平尾的翼根連接，第一和第二翼根軸承安裝座的另外一端分別與升降舵連接；軸分別插入在第一和第二翼根軸承座的軸承內(nèi)，單分量抱軸式應(yīng)變天平的抱軸端與軸緊固連接，單分量抱軸式應(yīng)變天平的固定端與平尾緊固連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單分量抱軸式低速鉸鏈力矩測量裝置，其特征在于:所述的單分量抱軸式應(yīng)變天平包括應(yīng)變梁，應(yīng)變梁與抱軸端連接，應(yīng)變梁上設(shè)置有“S”形消擾槽，消擾槽的梁的厚度為0.
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種單分量抱軸式低速鉸鏈力矩測量裝置，其特征在于:所述的翼稍軸承安裝座和兩個(gè)翼根軸承安裝座的軸承的軸線、單分量抱軸式應(yīng)變天平的抱軸的軸線和升降舵的轉(zhuǎn)軸線重合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2項(xiàng)所述的一種單分量桿式低速鉸鏈力矩測量裝置，其特征在于:所述的桿式單分量天平的應(yīng)變梁上采用8片應(yīng)變片組成2組惠斯頓電橋進(jìn)行信號測量。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種單分量桿式低速鉸鏈力矩測量裝置，其特征在于:所述的應(yīng)變片電阻阻值均為350歐姆。
專利摘要一種單分量抱軸式低速鉸鏈力矩測量裝置，包括單分量抱軸式應(yīng)變天平、軸、翼稍軸承安裝座和兩個(gè)翼根軸承安裝座，翼稍軸承安裝座的一端與平尾的翼稍連接，翼稍軸承安裝座的另外一端與升降舵連接，第一和第二翼根軸承安裝座的一端分別與平尾的翼根連接，第一和第二翼根軸承安裝座的另外一端分別與升降舵連接；軸分別插入在第一和第二翼根軸承座的軸承內(nèi)，單分量抱軸式應(yīng)變天平的抱軸端與軸緊固連接，單分量抱軸式應(yīng)變天平的固定端與平尾緊固連接。本裝置能夠有效分離出其余載荷干擾元，并進(jìn)行快速消擾，并且具有結(jié)構(gòu)巧妙、體積小、簡單實(shí)用和精度高的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號G01L3/00GK203037442SQ20122068881
公開日2013年7月3日 申請日期2012年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月14日
發(fā)明者黃丹, 高小榮, 陳文軍, 苑嘉男, 魏立輝, 趙長輝, 邱俊文 申請人:中國航空工業(yè)空氣動力研究院