連接模型校準(zhǔn)的天平加載頭及加載方法
【專利說明】
[0001]技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種連接模型校準(zhǔn)的天平加載頭及加載方法，具體說就是風(fēng)洞應(yīng)變天平校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)中的一種加載設(shè)備，用于對在模型中的應(yīng)變天平施加空氣動力載荷(力和力矩)。屬于航空氣動力風(fēng)洞試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域。
[0002]【背景技術(shù)】:
風(fēng)洞試驗(yàn)、計(jì)算機(jī)模擬和飛行試驗(yàn)是空氣動力學(xué)研究的三大重要手段。作為空氣動力學(xué)研究的必要手段，風(fēng)洞試驗(yàn)為各種飛行器的研究提供了理論依據(jù)。
[0003]由于空氣動力學(xué)的快速發(fā)展，出現(xiàn)了帶有推力矢量技術(shù)的飛機(jī)，單純的應(yīng)變天平校準(zhǔn)方式已經(jīng)不能滿足此類實(shí)驗(yàn)的需要。近年來，國內(nèi)針對推力矢量飛機(jī)實(shí)驗(yàn)的需要，發(fā)展出了專門的推力矢量試驗(yàn)風(fēng)洞及推力矢量校準(zhǔn)臺。為了能在推力矢量校準(zhǔn)臺上對飛機(jī)模型和應(yīng)變天平進(jìn)行校準(zhǔn)，設(shè)計(jì)了專門的加載裝置一一連接模型校準(zhǔn)的天平加載頭。
[0004]加載頭作為應(yīng)變天平校準(zhǔn)系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備，形式多種多樣，但一般都采用單獨(dú)將應(yīng)變天平安裝在加載頭內(nèi)部進(jìn)行加載，之后再布置到模型內(nèi)使用的形式。本次設(shè)計(jì)的加載頭能夠直接對模型和應(yīng)變天平進(jìn)行組合加載，從而為下一步推力矢量風(fēng)洞試驗(yàn)提供了有力的保障。
[0005]
【發(fā)明內(nèi)容】
:
本發(fā)明的目的是提供一種連接模型校準(zhǔn)的天平加載頭及加載方法。
[0006]上述的目的通過以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
一種連接模型校準(zhǔn)的天平加載頭，其組成包括:前加載梁、后加載梁，所述的前加載梁和所述的后加載梁套在外套筒的外部，所述的外套筒內(nèi)穿入有內(nèi)套筒，所述的后加載梁上與升力拉力環(huán)垂直連接，所述的外套筒的后部與定位圈連接。
[0007]所述的連接模型校準(zhǔn)的天平加載頭，所述的外套筒上加工有銷孔一，所述的前加載梁上加工有銷孔二和銷孔三，所述的后加載梁上加工有銷孔四，所述的定位圈上加工有銷孔五，所述的銷孔一、所述的銷孔二和所述的銷孔三內(nèi)裝配有定位銷，所述的銷孔四和所述的銷孔五上裝配有所述的定位銷和螺釘。
[0008]所述的連接模型校準(zhǔn)的天平加載頭，所述的前加載梁、所述的后加載梁、所述的外套筒、所述的內(nèi)套筒、所述的升力拉力環(huán)和所述的定位圈組成天平加載頭。
[0009]所述的連接模型校準(zhǔn)的天平加載頭，所述的內(nèi)套筒與模型連接，所述的模型內(nèi)具有天平，所述的外套筒上加工有腹撐支桿槽。
[0010]所述的連接模型校準(zhǔn)的天平加載頭的加載方法，該方法包括如下步驟:
使用時(shí)將模型機(jī)翼拆除，將機(jī)身上的機(jī)翼連接槽與內(nèi)套筒連接在一起，通過定位銷與螺釘裝配，桿式天平裝在模型腔內(nèi)部，此時(shí)模型與加載頭內(nèi)套筒相對天平元件理論上被視為剛體部分，作用于模型上的載荷通過天平元件的應(yīng)變測出，通過加載頭直接向模型施加升力、側(cè)力、法向力、俯仰力矩、偏航力矩和滾轉(zhuǎn)力矩，而模型在加載頭的作用力下對其內(nèi)部的應(yīng)變天平進(jìn)行加載。
[0011]本發(fā)明的有益效果: 1.本發(fā)明加載頭連接可靠，整體剛度得到最大化的保證，為推力矢量天平校準(zhǔn)試驗(yàn)提供了保障；加載頭采用了開槽后定位圈式結(jié)構(gòu)形式，實(shí)現(xiàn)了對安裝腹撐支桿的模型校準(zhǔn)；加載頭的應(yīng)用成功證明了國內(nèi)的加工工藝已達(dá)到較高水平，為國內(nèi)同類加載頭設(shè)計(jì)提供了一定的借鑒。
[0012]本發(fā)明天平布置在模型內(nèi)部，模型通過內(nèi)套筒與加載頭連在一起，通過加載頭直接向模型施加升力、側(cè)力、法向力、俯仰力矩、偏航力矩和滾轉(zhuǎn)力矩。而模型與天平是剛性連接，所受作用力完全傳導(dǎo)至其內(nèi)部的應(yīng)變天平上。
[0013]本發(fā)明的設(shè)計(jì)初衷是為了在模擬推矢作用下對裝在模型內(nèi)部的應(yīng)變天平進(jìn)行校準(zhǔn)。通過對模型的數(shù)模和天平的安裝形式進(jìn)行分析，為了能夠適用不同的模型以及合理的安裝空間，加載頭采用圓筒式結(jié)構(gòu)，可拆卸內(nèi)套筒，內(nèi)套筒連接機(jī)翼加載。經(jīng)過數(shù)模模擬，此結(jié)構(gòu)符合使用要求。能夠?qū)δＰ蛢?nèi)的天平進(jìn)行校準(zhǔn)，達(dá)到設(shè)計(jì)初衷。
[0014]【附圖說明】:
附圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]附圖2是本發(fā)明的主視圖。
[0016]附圖3是附圖2的左視圖。
[0017]【具體實(shí)施方式】:
實(shí)施例1:
一種連接模型校準(zhǔn)的天平加載頭，其組成包括:前加載梁3、后加載梁6，所述的前加載梁和所述的后加載梁套在外套筒1的外部，所述的外套筒內(nèi)穿入有內(nèi)套筒7，所述的后加載梁上與升力拉力環(huán)11垂直連接，所述的外套筒的后部與定位圈9連接。
[0018]實(shí)施例2:
根據(jù)實(shí)施例1所述的連接模型校準(zhǔn)的天平加載頭，所述的外套筒上加工有銷孔一 2，所述的前加載梁上加工有銷孔二 4和銷孔三5，所述的后加載梁上加工有銷孔四8，所述的定位圈上加工有銷孔五10，所述的銷孔一、所述的銷孔二和所述的銷孔三內(nèi)裝配有定位銷，所述的銷孔四和所述的銷孔五上裝配有所述的定位銷和螺釘。
[0019]實(shí)施例3:
根據(jù)實(shí)施例1或2所述的連接模型校準(zhǔn)的天平加載頭，所述的前加載梁、所述的后加載梁、所述的外套筒、所述的內(nèi)套筒、所述的升力拉力環(huán)和所述的定位圈組成天平加載頭。
[0020]實(shí)施例4:
根據(jù)實(shí)施例1或2或3所述的連接模型校準(zhǔn)的天平加載頭，所述的內(nèi)套筒與模型連接，所述的模型內(nèi)具有天平，所述的外套筒上加工有腹撐支桿槽。
[0021]實(shí)施例5:
一種實(shí)施例1 一4之一所述的連接模型校準(zhǔn)的天平加載頭的加載方法，該方法包括如下步驟:
使用時(shí)將模型機(jī)翼拆除，將機(jī)身上的機(jī)翼連接槽與內(nèi)套筒連接在一起，通過定位銷與螺釘裝配，桿式天平裝在模型腔內(nèi)部，此時(shí)模型與加載頭內(nèi)套筒相對天平元件理論上被視為剛體部分，作用于模型上的載荷通過天平元件的應(yīng)變測出，通過加載頭直接向模型施加升力、側(cè)力、法向力、俯仰力矩、偏航力矩和滾轉(zhuǎn)力矩，而模型在加載頭的作用力下對其內(nèi)部的應(yīng)變天平進(jìn)行加載。
[0022]實(shí)施例6:
將前加載梁套在外套筒上，將內(nèi)套筒穿入外套筒內(nèi)，通過各自相對應(yīng)的銷孔確定前加載梁、外套筒和內(nèi)套筒裝配位置，然后將定位銷釘入。將后加載梁套在外套筒上，通過各自相對應(yīng)的銷孔確定后加載梁和外套筒的裝配位置。在升力拉力環(huán)安裝在后加載梁上，通過定位銷和螺釘連接。將定位圈和外套筒連接在一起，通過定位銷和螺釘裝配到一起。使用時(shí)將模型機(jī)翼拆除，將機(jī)身上的機(jī)翼連接槽與內(nèi)套筒連接在一起，通過定位銷與螺釘裝配。桿式天平裝在模型腔內(nèi)部，此時(shí)模型與加載頭內(nèi)套筒相對天平元件理論上被視為剛體部分，作用于模型上的載荷通過天平元件的應(yīng)變測出。實(shí)現(xiàn)對模型內(nèi)部的天平直接進(jìn)行加載的要求。
[0023]實(shí)施例7:
針對推力矢量模型的天平校準(zhǔn)，提出能夠?qū)⒛Ｐ秃吞炱揭徊惭b在加載頭內(nèi)部，模型后方的腹撐支桿能夠從加載頭內(nèi)部穿出，還要保證加載頭的整體剛度。本發(fā)明解決的問題是需要在模擬推矢作用下對裝在模型內(nèi)部的應(yīng)變天平進(jìn)行校準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種連接模型校準(zhǔn)的天平加載頭，其組成包括:前加載梁、后加載梁，其特征是:所述的前加載梁和所述的后加載梁套在外套筒的外部，所述的外套筒內(nèi)穿入有內(nèi)套筒，所述的后加載梁上與升力拉力環(huán)垂直連接，所述的外套筒的后部與定位圈連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連接模型校準(zhǔn)的天平加載頭，其特征是:所述的外套筒上加工有銷孔一，所述的前加載梁上加工有銷孔二和銷孔三，所述的后加載梁上加工有銷孔四，所述的定位圈上加工有銷孔五，所述的銷孔一、所述的銷孔二和所述的銷孔三內(nèi)裝配有定位銷，所述的銷孔四和所述的銷孔五上裝配有所述的定位銷和螺釘。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的連接模型校準(zhǔn)的天平加載頭，其特征是:所述的前加載梁、所述的后加載梁、所述的外套筒、所述的內(nèi)套筒、所述的升力拉力環(huán)和所述的定位圈組成天平加載頭。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的連接模型校準(zhǔn)的天平加載頭，其特征是:所述的內(nèi)套筒與模型連接，所述的模型內(nèi)具有天平，所述的外套筒上加工有腹撐支桿槽。5.一種權(quán)利要求1一4之一所述的連接模型校準(zhǔn)的天平加載頭的加載方法，其特征是:該方法包括如下步驟: 使用時(shí)將模型機(jī)翼拆除，將機(jī)身上的機(jī)翼連接槽與內(nèi)套筒連接在一起，通過定位銷與螺釘裝配，桿式天平裝在模型腔內(nèi)部，此時(shí)模型與加載頭內(nèi)套筒相對天平元件理論上被視為剛體部分，作用于模型上的載荷通過天平元件的應(yīng)變測出，通過加載頭直接向模型施加升力、側(cè)力、法向力、俯仰力矩、偏航力矩和滾轉(zhuǎn)力矩，而模型在加載頭的作用力下對其內(nèi)部的應(yīng)變天平進(jìn)行加載。
【專利摘要】<b>一種連接模型校準(zhǔn)的天平加載頭及加載方法。加載頭作為應(yīng)變天平校準(zhǔn)系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備，形式多種多樣，但一般都采用單獨(dú)將應(yīng)變天平安裝在加載頭內(nèi)部進(jìn)行加載，之后再布置到模型內(nèi)使用的形式。一種連接模型校準(zhǔn)的天平加載頭，其組成包括：前加載梁（</b><b>3</b><b>）、后加載梁（</b><b>6</b><b>），所述的前加載梁和所述的后加載梁套在外套筒（</b><b>1</b><b>）的外部，所述的外套筒內(nèi)穿入有內(nèi)套筒（</b><b>7</b><b>），所述的后加載梁上與升力拉力環(huán)（</b><b>11</b><b>）垂直連接，所述的外套筒的后部與定位圈（</b><b>9</b><b>）連接。本發(fā)明應(yīng)用于航空氣動力風(fēng)洞試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域。</b>
【IPC分類】G01L25/00
【公開號】CN105300595
【申請?zhí)枴緾N201510840952
【發(fā)明人】徐重玖, 趙長輝, 張平, 周航, 王艷陽
【申請人】中國航空工業(yè)集團(tuán)公司沈陽空氣動力研究所
【公開日】2016年2月3日
【申請日】2015年11月27日