[发明专利]一种弹翼气动载荷模拟加载装置及方法

说明书

本发明公开了一种弹翼气动载荷模拟加载装置及方法，涉及航空航天技术领域。该装置包括第一固定面、第二固定面、横梁、加载螺杆、由多级杠杆形成的加载杠杆系统和加载块；第一固定面和第二固定面相对设置，横梁固定连接在两个固定面之间；第一固定面上设置有第一固定块和第二固定块，用于将弹翼固定在第一固定面上；加载螺杆贯穿横梁，加载螺杆的下端向加载杠杆系统中的一级杠杆施加总载荷，加载杠杆系统中各末级杠杆的两端分别位于加载块上各载荷施加点的位置处；加载块位于弹翼的上方，且与弹翼的形状相匹配。该装置通过简单的螺杆结构来施加载荷，可进行连续加载，结构简单，加载方式仿真性高。

技术领域

本发明涉及航空航天技术领域，具体而言，涉及一种弹翼气动载荷模拟加载装置及方法。

背景技术

弹翼为导弹飞行提供升力，飞行过程中，弹翼会受到气动载荷作用。为保证飞行安全及稳定，对弹翼强度和刚度有相应要求，弹翼静力试验是至关重要的验证手段，通过固定结合面，在翼面上施加相应载荷来得到弹翼的强度和刚度特性，判定是否满足飞行要求。

现有试验手段中，弹翼所受的气动载荷根据风洞试验或者计算软件得到，再结合简单的力和力矩等效关系得到加载点和加载点处的载荷，以便于静力试验加载，该种方式获得的载荷分布与风洞试验或计算软件得到的气动载荷可能存在较大差别，对弹翼产生的变形效果不同；并且，从试验装置上看，现有的加载方式通常为液压加载或悬挂加载，前者结构复杂，设备昂贵，需要专业人士进行操作，而后者装卸麻烦，很难连续加载，且容易产生冲击，造成设备损坏，且现有的加载方式通常为局部加载，飞行过程中所产生的气动载荷为面力，这两者有较大差别。

发明内容

本发明的目的在于提供一种弹翼气动载荷模拟加载装置及方法，载荷分布更加准确，加载方式仿真性更高，弹翼的变形情况更加接近真实飞行状态，并可进行连续加载。

第一方面，本发明提供一种弹翼气动载荷模拟加载装置，包括第一固定面、第二固定面、横梁、加载螺杆、由多级杠杆形成的加载杠杆系统和加载块；所述第一固定面和所述第二固定面相对设置，所述横梁固定连接在两个固定面之间且所述横梁垂直于第一固定面和第二固定面；所述第一固定面上设置有位于同一水平线上的第一固定块和第二固定块，所述第一固定块和所述第二固定块用于将弹翼固定在所述第一固定面上；所述加载螺杆贯穿所述横梁，所述加载螺杆的下端向加载杠杆系统中的一级杠杆施加总载荷，所述加载杠杆系统中各末级杠杆的两端分别位于加载块上各载荷施加点的位置处；所述加载块位于所述弹翼的上方，且与所述弹翼的形状相匹配。

可选地，所述横梁为两条工字梁，两条工字梁的翼缘位于同一水平面上，且两条工字梁之间预留有所述加载螺杆可穿过的距离。

可选地，两条工字梁的上翼缘上还固定设置有加载座，所述加载座开设有与所述加载螺杆的螺纹相适配的螺纹孔；所述加载螺杆贯穿所述加载座。

可选地，所述加载块与所述弹翼之间设有橡胶垫，用于使加载块的传力更加均匀。

可选地，在所述加载螺杆的下端设有传感器，用于测量所述加载螺杆施加在一级杠杆上的总载荷。

可选地，在所述加载螺杆的下端还设有传力球，所述传力球位于加载螺杆的下端和传感器之间，所述传力球为圆状。

可选地，所述加载螺杆的上端为方形或六棱柱形。

第二方面，本发明提供一种弹翼气动载荷模拟加载方法，应用于第一方面所述的装置，包括：

确定弹翼的气动载荷分布，所述气动载荷分布包括所述弹翼表面每一面元的压力；

根据所述弹翼表面每一面元的压力，获得所述弹翼的翼面升力及翼面压心位置；

将所述弹翼的翼面划分为若干分块，根据每一分块的形心确定向加载块施加载荷的加载杠杆系统中各末级杠杆两端所在的各载荷施加点的位置；