[实用新型]一种测量融合体布局飞行器舵面铰链力矩的测量装置

说明书

技术领域

本实用新型是涉及一种测量融合体布局飞行器舵面铰链力矩的测量装置，，属于实验空气动力学测量领域。

背景技术

飞行器舵面铰链力矩试验是飞行器气动设计阶段重要的风洞试验项目之一，其目的在于测定飞行器各操纵面的气动力、相对于转轴的铰链力矩以及舵面的展向和弦向压心，它是选择舵面形状以及舵轴位置的依据。对于融合体布局飞行器由于操纵面较为扁平导致安装空间狭小，通常采用片式天平进行测量。片式天平设计成六分量载荷是非常困难的，通常是具有三分量载荷，即是测量相对于天平自身坐标系的法向力CN、铰链力矩MH和弯矩MX，为了保证天平坐标系和舵面坐标系重合常采用的方法是把天平放在舵面中间，这样一个舵偏角就需要设计加工一个天平，大大增加了试验的复杂度。还有的情况是对于特殊构型的融合体布局飞行器测量舵面空间狭小到即使片式天平也难以设计安装，只能把三分量片式天平固定在风洞试验模型本体上，当舵面带有舵偏角时舵面坐标系与天平坐标系不重合时，由于载荷分量的不完备性无法由天平坐标系下的三分量载荷精确变换到舵面坐标系下的三分量载荷，结果是仅能精确得到舵面的MH载荷分量，其它载荷分量以及气动力的压心无法精确得到。

实用新型内容

本实用新型要解决的问题：克服现有技术不足，提供一种测量融合体布局飞行器舵面铰链力矩的测量装置，解决常规方法测量扁平舵面每个舵偏角需要设计一个天平，试验周期长试验成本高的问题，以及特殊融合体布局飞行器由于铰链力矩天平安装空间狭窄的限制常规方法仅能得到MH载荷分量而无法精确得到舵面气动力压心的问题

本实用新型要解决的技术方案：一种测量融合体布局飞行器舵面铰链力矩的测量装置，包括：板状连接件(1)、弹性梁(2)、支座(3)、应变片(4)；弹性梁(2)的一端与板状连接件(1)相连，弹性梁(2)的另一端与支座(3)相连；支座(3)安装在飞行器机翼内部且与机翼固定连接；板状连接件(1)、弹性梁(2)安装在机翼内部且不与机翼接触；应变片(4)位于弹性梁(2)的两端，且与弹性梁(2)贴合。机翼为中空结构，弹性梁(2)为方梁，数量为1个或多个，支座(3)为矩形片时，弹性梁(2)的另一端与支座(3)的长边和厚度形成的平面相连，且支座(3)的厚度c3是弹性梁(2)厚度c2的2倍及以上，弹性梁(2)的长度a2是支座(3)短边长度a3的1及以上。板状连接件(1)为矩形，弹性梁(2)的一端与板状连接件(1)的长边和厚度形成的平面相连，且板状连接件(1)的厚度c1是弹性梁(2)厚度c2的2倍及以上，板状连接件(1)长度a1是弹性梁(2)宽度b2的1倍及以上。支座(3)的长边b3以及板状连接件(1)的长边b1均要不小于所有弹性梁(2)宽度b2之和的1.5倍。板状连接件(1)能够与待测融合体布局飞行器舵面固定连接。板状连接件(1)能够可拆卸的与不同角度的待测融合体布局飞行器舵面连接。待测融合体布局飞行器舵面为片状，待测融合体布局飞行器舵面的根部能够和板状连接件(1)相连接。布置在弹性梁(2)两端的应变片(4)厚度不超过0.02mm，应变片(4)平面尺寸不小于2×2mm。

本实用新型的测量装置具有如下优点：

(1)本实用新型的测量装置是片式结构尺寸小，能够用于安装空间狭窄的扁平舵面铰链力矩测量试验；

(2)本实用新型的测量装置通过校准双天平公式能够得到五分量载荷CN、CA、MX、MY和MH；

(3)本实用新型的测量装置能够用于不同舵偏角度的扁平舵面的铰链力矩测量，避免了常规方法每个舵偏角均需要与舵面一体加工铰链力矩天平的麻烦；

(4)本实用新型的测量装置能够应用于融合体布局飞行器舵面内部空间狭窄无法安装天平的情况，能够准确测量舵面气动力的压心，解决了采用常规三分量载荷天平固定在模型本体上，当舵面坐标系与天平坐标系不一致时只能精确测量MH载荷分量的不足。

附图说明

图1为铰链力矩天平坐标系与舵面坐标系关系图；

图2为铰链力矩天平的两个坐标系的关系图；

图3为单个铰链力矩天平校准两套天平公式的坐标系关系图；

图4(a)为第一视角飞行器铰链力矩的测量装置示意图；(b)第二视角视飞行器铰链力矩的测量装置示意图；

图5为铰链力矩天平测量舵面铰链力矩的流程图。

具体实施方式