[发明专利]一种适用于薄机翼高精度抱轴式铰链力矩天平

说明书

本发明公开了一种适用于薄机翼高精度抱轴式铰链力矩天平，包括一体式单分量抱轴式天平，一体式单分量抱轴式天平包括依次固定连接的天平固定端、弓形弹性梁、应变测量区域，应变测量区域与飞机待测舵面固定连接，飞机待测舵面与一体式单分量抱轴式天平连接一端转动连接在机翼上，天平固定端固定在机翼上。该力矩天平适用范围更广，对转轴空间位置不再限制；更换条件方便简单，不易损坏；天平所需尺寸空间小；抗干扰能力强，抑制机翼等安装面受载变形对天平的干扰输出。

技术领域

本发明属于航空气动力风洞试验技术领域，尤其涉及一种适用于薄机翼高精度抱轴式铰链力矩天平。

背景技术

铰链力矩天平主要用于测量作用在飞行器操纵面(副翼、方向舵、升降舵)或全动翼面(平尾，鸭翼)模型上的铰链力矩。铰链力矩天平具有因模型空间狭小，天平尺寸小；作用在操纵面上的空气动力载荷小，要求天平的灵敏度高；操纵面之间的连接要可靠，定位要准确等特点。现有铰链力矩天平结构形式有轴式多分量铰链力矩天平、三分量片式铰链力矩天平、抱轴式单分量铰链力矩天平。现有铰链力矩天平结构存在各自的弊端，片式天平需要机翼具备足够的刚度、否则机翼的变形会影响天平的输出，传统抱轴式天平对机翼空间要求较大，并且对舵面转轴的空间限制较多、其转轴不得凸出机翼表面等，并且存在试验件铰链力矩过大、天平抱紧力不足的风险等，因此这几种铰链力矩天平结构形式均不适用于薄机翼舵面铰链力矩的测量。

发明内容

发明目的

为解决上述问题，本发明提供了一种适用于薄机翼高精度抱轴式铰链力矩天平，结合了片式天平、抱轴天平的优点、摒弃二者的技术缺陷，通过改进结构形式，既保留了抱轴式铰链力矩天平自身的优势，又避免了抱轴天平抱紧力不足的弊端，并且对空间要求更小，对转轴空间位置不再限制，适用范围更广。

发明技术解决方案

一种适用于薄机翼高精度抱轴式铰链力矩天平，包括一体式单分量抱轴式天平，一体式单分量抱轴式天平包括依次固定连接的天平固定端、弓形弹性梁、应变测量区域，应变测量区域与飞机待测舵面固定连接，飞机待测舵面与一体式单分量抱轴式天平连接一端转动连接在机翼上，天平固定端固定在机翼上。

优选的，飞机待测舵面与机翼通过球轴承转动连接。

优选的，天平固定端、弓形弹性梁、应变测量区域、飞机待测舵面为一体式结构。

优选的，弓形弹性梁厚度为0.7～1.5mm。

优选的，飞机待测舵面上设置有若干校准加载点，校准加载点为直径φ1mm的通孔，校准加载点的位置度误差需控制在0.02mm以内。

优选的，天平固定端的刚度大于应变测量区域的刚度。

优选的，天平固定端通过销与机翼固定连接。

优选的，应变测量区域的应变输出大于300με。

优选的，天平固定端、弓形弹性梁、应变测量区域、飞机待测舵面连接处圆滑过渡。

优选的，球轴承径向游隙小于10μm。

本发明的优点：

(1)一体抱轴式铰链力矩天平与飞机待测舵面整体加工，克服了传统抱轴式天平存在抱紧力不足的弊端及连接处安装应力的干扰，并且传统抱轴铰链力矩天平使用角度尺测量舵片角，存在人工误差，无法保证试验重复性。

(2)适用范围更广，对转轴空间位置不再限制。

(3)更换条件方便简单，不易损坏。

(4)天平所需尺寸空间小。

(5)抗干扰能力强，抑制机翼等安装面受载变形对天平的干扰输出。

附图说明