[实用新型]一种片式铰链力矩天平

说明书

技术领域

本实用新型属于航空航天测力试验气动力测量技术领域，针对高超声速飞行器模型的铰链力矩风洞测力试验时，利用一种片式的单固支双浮动对称结构的铰链力矩天平完成对飞机机翼控制操纵面的铰链力矩测量，提高测量精准度。

背景技术

铰链力矩测量试验是基础性的风洞测力试验项目。随着我国航天航空技术的发展，特别是先进飞行器研制的开展，对铰链力矩试验数据质量要求愈来愈高。长期以来，受模型空间尺寸、气动载荷条件和天平结构形式等限制，用于飞机机翼控制操纵面铰链力矩测量的传统铰链力矩天平无轴向力测量功能、各测量分量载荷匹配性差；模型、天平及测量舵之间的安装位置矛盾突出；机翼弹性变形和支撑系统刚度对铰链力矩测量结果影响大，数据质量不高。因此，必须研制一种新型的铰链力矩天平来满足日益发展要求试验数据要求。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服现有传统片式铰链力矩天平测量的不足，提高测量的精准度，本实用新型提供了一种片式铰链力矩天平。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种片式铰链力矩天平，所述天平为全钢件整体片式一体化结构，包括：一个固定连接端，固定连接端同一水平面的两端分别设置有刚性过渡段；四组天平元件，分布于固定连接端的刚性过渡段两侧；两个浮动连接端，每个浮动连接端的内侧设置有刚性过渡段，与天平元件连接。

在上述技术方案中，铰链力矩天平布局为单固支双浮动对称结构，即两个浮动连接端和四组天平元件对称布置于固定连接端两侧。

在上述技术方案中，所述铰链力矩天平的各组天平元件由测量梁和调节梁组成。。

在上述技术方案中，调节梁设置在测量梁的外侧。

在上述技术方案中，铰链力矩天平的天平元件的测量梁和调节梁采用横置式布局。

在上述技术方案中，铰链力矩天平测量梁上粘贴应变感应器并组成电桥，采用组合电桥方式处理应变感应器输出信号。

在上述技术方案中，固定端的刚性过渡段底面为非接触面。

在上述技术方案中，固定连接端两侧与刚性过渡段连接处上下表面设置有消应槽。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

一是高速风洞铰链力矩试验中，天平测量元件感受的铰链力矩不仅与测量舵自身铰链力矩大小有关，而且绝大部分来自于测量舵的转轴到天平测量元件中心的距离，本实用新型所述的天平结构减小了测量、舵转轴到天平测量元件中心的距离，增加了天平设计载荷的匹配性。

二是本实用新型所述的天平结构增加了阻力元，能够消除由于模型结构限制使得天平的测量中心与舵面转轴沿法向方向上的不重合带来的测量误差，提高测量精准度。传统片式铰链力矩天平为三分量天平，仅具有测量控制舵的升力、铰链力矩和滚转力矩功能，受测量模型的限制，传统片式铰链力矩天平布局不能实现天平中心与控制舵转轴在同一水平面上，导致阻力对其他分量的干扰无法修正，影响测量精准度。

三是本实用新型所述的天平结构采取单固支双浮动形式，相当于采用左右两台天平共同测量测量舵所受气动力，测量灵敏度优于传统片式天平。

四是本实用新型所述的天平结构采取测量梁与调节梁形式，通过调整调节梁尺寸能够得到期望的测量梁应变大小。

五是本实用新型所述的天平为组合电桥方式，将每一组测量元件单独组成一个测量电桥，测量舵感受的升力、铰链力矩和滚转力矩的信号输出分别由各测量电桥信号输出的不同组合而成，此方式增加了天平各元的灵敏度，提高天平的测量精准度。

六是本实用新型所述的天平结构和安装方式，可以减少机翼的切削量，保证机翼的整体刚度。同时，由于天平元件与模型安定面的连接尺寸小于传统片式天平，所以很大程度上减小了机翼变形对测量的影响。

七是本实用新型所述的天平固定连接端两侧与刚性过渡段连接处上下表面设置有消应槽，能够减小连接应力对测量影响，提高测量精准度。

附图说明

本实用新型将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是本实用新型的片式铰链力矩天平与模型安定面及测量舵的安装示意图；

图2是传统的片式铰链力矩天平与模型安定面及测量舵的连接示意图；

图3是本实用新型的一种片式铰链力矩天平主视图；

图4是图3的A-A剖视图；