[发明专利]一种测量融合体布局飞行器舵面铰链力矩的测量装置及方法

权利要求书

1.一种测量融合体布局飞行器舵面铰链力矩的测量装置，其特征在于包括：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。

2.根据权利要求1所述的一种测量融合体布局飞行器舵面铰链力矩的测量装置，其特征在于：所述机翼为中空结构。

3.根据权利要求1所述的一种测量融合体布局飞行器舵面铰链力矩的测量装置，其特征在于：所述弹性梁(2)为方梁，数量为1个或多个。

4.根据权利要求1所述的一种测量融合体布局飞行器舵面铰链力矩的测量装置，其特征在于：所述支座(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倍及以上。

5.根据权利要求1所述的一种测量融合体布局飞行器舵面铰链力矩的测量装置，其特征在于：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的两倍及以上，板状连接件(1)的长度a1是弹性梁(2)宽度b2的1倍及以上。

6.根据权利要求1所述的一种测量融合体布局飞行器舵面铰链力矩的测量装置，其特征在于：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。

7.根据权利要求1所述的一种测量融合体布局飞行器舵面铰链力矩的测量装置，其特征在于：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。

8.根据权利要求1所述的一种测量融合体布局飞行器舵面铰链力矩的测量装置，其特征在于：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。

9.一种测量融合体布局飞行器舵面铰链力矩的测量方法，其特征在于：该方法的步骤如下：

(1)对铰链力矩天平进行天平公式校准时校准两套天平公式，两套天平公式的坐标系关系为原点和Z轴重合，且原点位于待测融合体布局的舵面的铰链轴中心，将天平公式1和2的坐标系Z轴与待测融合体布局的舵面的铰链轴重合；天平公式1坐标系X轴X1与铰链力矩天平的弹性梁(2)平行，并指向气流反方向；天平公式1坐标系的Y轴符合右手定则；

天平公式2坐标系通过天平公式1坐标系绕天平公式1坐标系的Z轴转夹角θ得到；铰链力矩天平为三分量载荷天平，三个载荷分量分别为CN、MX、MH；

(2)在铰链力矩测量试验时一次测量得到铰链力矩天平的跑码值，根据跑码值用两套天平公式分别计算出天平公式1的坐标系下的载荷分量CN1、MX1、MH1和天平公式2的坐标系下的载荷分量CN2、MX2和MH2；

(3)根据公式MY1＝(MX2-MX1·cosθ)/sinθ、CA1＝(CN2-CN1·cosθ)/sinθ和直接测量的三分量载荷CN1、MX1、MH1，得到天平公式1的坐标系下的五分量载荷CN1、CA1、MX1、MY1和MH1；

(4)将天平公式1的坐标系绕天平公式1的坐标系的Z轴旋转δ角度得到舵面坐标系；

(5)根据步骤(3)的五分量载荷CN1、CA1、MX1、MY1和MH1和步骤(4)的δ角度，得到舵面坐标系的五分量载荷CN3、CA3、MX3、MY3和MH3，由MH3和CN3根据公式XCP＝MH3/CN3得到弦向压心XCP，由MX3和CN3根据公式XCP＝MX3/CN3得到展向压心ZCP。

10.根据权利要求9所述的一种测量融合体布局飞行器舵面铰链力矩的测量方法，其特征在于：步骤(1)中对铰链力矩天平在不同的天平坐标系下校准共两套天平公式，两套公式对应的坐标系原点和Z轴重合，并且两个坐标系绕Z轴呈一定夹角θ为待测融合体布局的舵面的舵偏最大角度。