[发明专利]由返力连杆驱动的活动舵面的铰链力矩测量方法

说明书

本发明属于飞机结构载荷测量领域，具体涉及飞机活动舵面(升降舵、方向舵、副翼等)在飞行过程中的铰链力矩测量。本发明提供一种由返力连杆驱动的活动舵面的铰链力矩测量方法，该测量方法包括，对后梁连杆加装应变电桥；对加装后的后梁连杆进行载荷校准试验；建立活动舵面的铰链力矩模型；获取飞行中后梁连杆的电桥响应值ε，依据所述铰链力矩模型，得到实际飞行中活动舵面的铰链力矩。

技术领域

本发明属于飞机结构载荷测量领域，具体涉及飞机活动舵面(升降舵、方向舵、副翼等)在飞行过程中的铰链力矩测量。

背景技术

飞机活动舵面的铰链力矩测量一般通过分别测量活动舵面与各个舵机结构连接的连杆和作动器上加装的应变电桥响应值来测量铰链力矩。主要内容包括：在相应的连杆和作动器上加装应变电桥，然后对连杆和作动器进行地面载荷校准试验得到电桥与载荷的函数关系，根据舵机的动力学分析计算得到活动舵面的铰链力矩。

然而，在某新型民机的研发过程中，该飞机的活动舵面采用了一种由返力连杆驱动机构的方式，这种结构的力学特性复杂，导致活动舵面的铰链力矩分别由作动器和与舵面连接的连杆共同产生，但舵机中的作动器尺寸小无法加装应变电桥，因此无法采用之前的方法对飞机舵面铰链力矩进行测量。

发明内容

本发明的目的是，提供一种由返力连杆驱动的活动舵面的铰链力矩测量方法，能够对由返力连杆驱动的活动舵面的铰链力矩进行测量。

根据结构动力学分析发现，可通过测量与舵面无连接的后梁连杆的受力间接测得舵面的铰链力矩。因此仅在与舵面和作动器都无直接连接的后梁连杆上加装应变电桥，通过载荷校准试验建立的铰链力矩模型即可得到飞机活动部件的铰链力矩。目前已通过地面联机载荷验证试验验证该方法准确有效，已用于飞机活动舵面铰链力矩的飞行实测。

本发明提供一种由返力连杆驱动的活动舵面的铰链力矩测量方法，所述活动舵面与作动器和返力连杆的一端连接，返力连杆的另一端与后梁连杆连接，所述测量方法包括，

对后梁连杆加装应变电桥；

对加装后的后梁连杆进行载荷校准试验；

建立活动舵面的铰链力矩模型；

获取飞行中后梁连杆的电桥响应值ε，依据所述铰链力矩模型，得到实际飞行中活动舵面的铰链力矩。

进一步地，在对后梁连杆加装应变电桥之前，所述测量方法还包括将后梁连杆从飞机活动舵面相应舵机上拆除，然后通过力学分析，找出应变电桥加装的合适位置，根据不同位置、不同受力方式选择相应规格的应变片，设计电桥组桥方式。

进一步地，所述力学分析包括活动舵面与后梁连杆的受力和传力分析。

进一步地，对后梁连杆加装拉压应变电桥。

进一步地，所述后梁连杆为双臂杆，呈Y型结构。

进一步地，所述后梁连杆的两端为铰接。

进一步地，所述载荷校准试验包括脱机载荷校准试验或地面联机载荷校准试验，根据载荷校准试验，获取载荷和应变电桥响应值之间的关系k。

进一步地，所述铰链力矩模型公式为:

式中：

M为活动舵面总的铰链力矩；

i为第i个舵机机构；

ε_ij为加装在第i个舵机机构的后梁连杆上的第j个应变电桥的响应值；

k_ij为加装在第i个舵机机构的后梁连杆上的第j个应变电桥的载荷校准系数；