[发明专利]一种飞行器质量特性简易测量装置及测量方法

说明书

本发明涉及飞行器质量特性测量技术领域，公开了一种飞行器质量特性简易测量装置及测量方法，测量装置包括水平设置的测量平台，测量平台上安装有两个支撑机构，支撑机构包括底座和两个竖直固定于底座上的液压伸缩杆，两个液压伸缩杆的顶部安装有水平设置有横梁，横梁外壁套设有多个套筒，套筒外壁底部固定有万向接头，万向接头上设置有吊绳。本发明通过将飞行器吊挂在测量平台上方，利用吊挂点取矩的平衡方程可以计算质心相对吊挂点之的位置，从而确定飞行器质心位置；然后通过双摆线法测量飞行器的惯性矩，操作简单，方法可靠，可广泛应用飞行器质量特性测量。

技术领域

本发明涉及飞行器质量特性测量技术领域，具体涉及一种飞行器质量特性简易测量装置及测量方法。

背景技术

飞行器的质量特性是指飞行器的质量、质心位置、转动惯量等特性。在工程应用中，飞行器的质量特性是进行飞行器设计的重要依据和关键控制参数，飞行器质量特性可通过专业的测量设备实现精确测量，但专业的测量设备一般比较昂贵，且针对不同飞行器需要设计不同的测量工装结构，测量方法较为复杂，成本较高。

发明内容

基于以上问题，本发明提供一种飞行器质量特性简易测量装置及测量方法，通过将飞行器吊挂在测量平台上方，利用吊挂点取矩的平衡方程可以计算质心相对吊挂点之的位置，从而确定飞行器质心位置；然后通过双摆线法测量飞行器的惯性矩，操作简单，方法可靠，可广泛应用飞行器质量特性测量。

为解决以上技术问题，本发明提供了一种飞行器质量特性简易测量装置，包括水平设置的测量平台，测量平台上安装有两个支撑机构，支撑机构包括底座和两个竖直固定于底座上的液压伸缩杆，两个液压伸缩杆的顶部安装有水平设置有横梁，横梁外壁套设有多个套筒，套筒外壁底部固定有万向接头，万向接头上设置有吊绳。

进一步地，套筒上设置有与套筒轴向垂直的螺纹孔，螺纹孔内设置有拧紧螺栓。

进一步地，测量平台上开设有导轨槽，导轨槽的底部沿导轨槽的长度方向设置有多个螺纹孔，支撑机构的底座通过螺栓安装于导轨槽内。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种飞行器质量特性简易测量方法，包括如方法步：

S1、在飞行器中轴线正上方选择吊挂点A，在飞行器机身侧面水平基准线上选择B、D两点，且B点和D点分别位于A点的前后，测出B、D两点在飞行器中轴线上的投影距离L_BD；

S2、利用吊绳将飞行器在A点起吊，使飞行器倾斜悬空位于测量平台上方，测定B、D两点相对测量平台的高度h_B、h_D，并利用下式获得飞行器的倾斜角α：

S3、保持吊挂位置不变，在飞行器上E点加配重，使飞行器调成水平，即h_B＝h_D，测出A点和E点在飞行器中轴线上投影距离，通过对吊挂点A取矩的平衡方程可以得到质心O在A点之前沿飞行器中轴线方向的距离Δx：

其中m为飞行器的质量，m_p为配重的质量；

由此可以得到质心O在吊挂点A之下沿竖直方向的距离Δz为：

根据质心O与起吊点A在竖直方向和中轴线方向的间距，获得质心O的位置；

S4、以飞行器的质心O为坐标原点，过质心O且与中轴线平行的直线为x轴，过质心O且与飞行器侧面水平基准线所在的平面垂直的直线为z轴建立空间直角坐标系oxyz，利用两根吊绳将飞行器水平吊挂，使飞行器的底部朝上水平倒吊，使两根吊绳平行于z轴且位于xoz平面内，并使两根吊绳距z轴的距离相等；测量出飞行器在水平面内绕z轴作自摆的周期T_z，计算出飞行器绕z轴的惯性矩I_z：