專利名稱：帶有軸向力測量的四分量風(fēng)洞鉸鏈力矩實驗天平的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及帶有軸向力測量的四分量風(fēng)洞鉸鏈力矩實驗天平。
二背景技術(shù)：
風(fēng)洞鉸鏈力矩實驗主要是實驗預(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，本實用新型給出帶有軸向力測量的四分量風(fēng)洞鉸鏈力矩實驗天平結(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)洞鉸鏈力矩實驗舵面法向力和壓心位置測量的準(zhǔn)確度。本實用新型的技術(shù)方案是帶有軸向力測量的四分量風(fēng)洞鉸鏈力矩實驗天平，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)相比本實用新型的特點和進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)。本實用新型能夠提高風(fēng)洞鉸鏈力矩實驗測量準(zhǔn)確度，特別是舵面法向力和壓心位置的實驗數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度，實用價值較大。
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。
五具體實施方式
結(jié)合附圖，給出如下實施例，對本實用新 型的技術(shù)方案作進一步說明。帶有軸向力測量的四分量風(fēng)洞鉸鏈力矩實驗天平，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，本實用新型技術(shù)方案得以實現(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)洞鉸鏈力矩實驗天平，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。
專利摘要本實用新型為帶有軸向力測量的四分量風(fēng)洞鉸鏈力矩實驗天平。為解決片式舵面鉸鏈力矩天平實驗舵面法向力和壓心位置測量準(zhǔn)確度不高問題，本實用新型給出技術(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，實驗數(shù)據(jù)經(jīng)過復(fù)合計算得出舵面總的氣動力載荷，進而準(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