CN105300595B - 连接模型校准的天平加载头及加载方法 - Google Patents

Abstract

一种连接模型校准的天平加载头及加载方法。加载头作为应变天平校准系统中的关键设备，形式多种多样，但一般都采用单独将应变天平安装在加载头内部进行加载，之后再布置到模型内使用的形式。一种连接模型校准的天平加载头，其组成包括：前加载梁（3）、后加载梁（6），所述的前加载梁和所述的后加载梁套在外套筒（1）的外部，所述的外套筒内穿入有内套筒（7），所述的后加载梁上与升力拉力环（11）垂直连接，所述的外套筒的后部与定位圈（9）连接。本发明应用于航空气动力风洞试验技术领域。

Description

连接模型校准的天平加载头及加载方法

技术领域：

本发明涉及一种连接模型校准的天平加载头及加载方法，具体说就是风洞应变天平校准实验中的一种加载设备，用于对在模型中的应变天平施加空气动力载荷（力和力矩）。属于航空气动力风洞试验技术领域。

背景技术：

风洞试验、计算机模拟和飞行试验是空气动力学研究的三大重要手段。作为空气动力学研究的必要手段，风洞试验为各种飞行器的研究提供了理论依据。

由于空气动力学的快速发展，出现了带有推力矢量技术的飞机，单纯的应变天平校准方式已经不能满足此类实验的需要。近年来，国内针对推力矢量飞机实验的需要，发展出了专门的推力矢量试验风洞及推力矢量校准台。为了能在推力矢量校准台上对飞机模型和应变天平进行校准，设计了专门的加载装置——连接模型校准的天平加载头。

加载头作为应变天平校准系统中的关键设备，形式多种多样，但一般都采用单独将应变天平安装在加载头内部进行加载，之后再布置到模型内使用的形式。本次设计的加载头能够直接对模型和应变天平进行组合加载，从而为下一步推力矢量风洞试验提供了有力的保障。

发明内容：

本发明的目的是提供一种连接模型校准的天平加载头及加载方法。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

一种连接模型校准的天平加载头，其组成包括：前加载梁、后加载梁，所述的前加载梁和所述的后加载梁套在外套筒的外部，所述的外套筒内穿入有内套筒，所述的后加载梁上与升力拉力环垂直连接，所述的外套筒的后部与定位圈连接。

所述的连接模型校准的天平加载头，所述的外套筒上加工有销孔一，所述的前加载梁上加工有销孔二和销孔三，所述的后加载梁上加工有销孔四，所述的定位圈上加工有销孔五，所述的销孔一、所述的销孔二和所述的销孔三内装配有定位销，所述的销孔四和所述的销孔五上装配有所述的定位销和螺钉。

所述的连接模型校准的天平加载头，所述的前加载梁、所述的后加载梁、所述的外套筒、所述的内套筒、所述的升力拉力环和所述的定位圈组成天平加载头。

所述的连接模型校准的天平加载头，所述的内套筒与模型连接，所述的模型内具有天平，所述的外套筒上加工有腹撑支杆槽。

所述的连接模型校准的天平加载头的加载方法，该方法包括如下步骤：

使用时将模型机翼拆除，将机身上的机翼连接槽与内套筒连接在一起，通过定位销与螺钉装配，杆式天平装在模型腔内部，此时模型与加载头内套筒相对天平元件理论上被视为刚体部分，作用于模型上的载荷通过天平元件的应变测出，通过加载头直接向模型施加升力、侧力、法向力、俯仰力矩、偏航力矩和滚转力矩，而模型在加载头的作用力下对其内部的应变天平进行加载。

本发明的有益效果：

1.本发明加载头连接可靠，整体刚度得到最大化的保证，为推力矢量天平校准试验提供了保障；加载头采用了开槽后定位圈式结构形式，实现了对安装腹撑支杆的模型校准；加载头的应用成功证明了国内的加工工艺已达到较高水平，为国内同类加载头设计提供了一定的借鉴。

本发明天平布置在模型内部，模型通过内套筒与加载头连在一起，通过加载头直接向模型施加升力、侧力、法向力、俯仰力矩、偏航力矩和滚转力矩。而模型与天平是刚性连接，所受作用力完全传导至其内部的应变天平上。

本发明的设计初衷是为了在模拟推矢作用下对装在模型内部的应变天平进行校准。通过对模型的数模和天平的安装形式进行分析，为了能够适用不同的模型以及合理的安装空间，加载头采用圆筒式结构，可拆卸内套筒，内套筒连接机翼加载。经过数模模拟，此结构符合使用要求。能够对模型内的天平进行校准，达到设计初衷。

附图说明：

附图1是本发明的结构示意图。

附图2是本发明的主视图。

附图3是附图2的左视图。

具体实施方式：

实施例1：

一种连接模型校准的天平加载头，其组成包括：前加载梁3、后加载梁6，所述的前加载梁和所述的后加载梁套在外套筒1的外部，所述的外套筒内穿入有内套筒7，所述的后加载梁上与升力拉力环11垂直连接，所述的外套筒的后部与定位圈9连接。

实施例2：

根据实施例1所述的连接模型校准的天平加载头，所述的外套筒上加工有销孔一2，所述的前加载梁上加工有销孔二4和销孔三5，所述的后加载梁上加工有销孔四8，所述的定位圈上加工有销孔五10，所述的销孔一、所述的销孔二和所述的销孔三内装配有定位销，所述的销孔四和所述的销孔五上装配有所述的定位销和螺钉。

实施例3：

根据实施例1或2所述的连接模型校准的天平加载头，所述的前加载梁、所述的后加载梁、所述的外套筒、所述的内套筒、所述的升力拉力环和所述的定位圈组成天平加载头。

实施例4：

根据实施例1或2或3所述的连接模型校准的天平加载头，所述的内套筒与模型连接，所述的模型内具有天平，所述的外套筒上加工有腹撑支杆槽。

实施例5：

一种实施例1—4之一所述的连接模型校准的天平加载头的加载方法，该方法包括如下步骤：

使用时将模型机翼拆除，将机身上的机翼连接槽与内套筒连接在一起，通过定位销与螺钉装配，杆式天平装在模型腔内部，此时模型与加载头内套筒相对天平元件理论上被视为刚体部分，作用于模型上的载荷通过天平元件的应变测出，通过加载头直接向模型施加升力、侧力、法向力、俯仰力矩、偏航力矩和滚转力矩，而模型在加载头的作用力下对其内部的应变天平进行加载。

实施例6：

将前加载梁套在外套筒上，将内套筒穿入外套筒内，通过各自相对应的销孔确定前加载梁、外套筒和内套筒装配位置，然后将定位销钉入。将后加载梁套在外套筒上，通过各自相对应的销孔确定后加载梁和外套筒的装配位置。在升力拉力环安装在后加载梁上，通过定位销和螺钉连接。将定位圈和外套筒连接在一起，通过定位销和螺钉装配到一起。使用时将模型机翼拆除，将机身上的机翼连接槽与内套筒连接在一起，通过定位销与螺钉装配。杆式天平装在模型腔内部，此时模型与加载头内套筒相对天平元件理论上被视为刚体部分，作用于模型上的载荷通过天平元件的应变测出。实现对模型内部的天平直接进行加载的要求。

实施例7：

针对推力矢量模型的天平校准，提出能够将模型和天平一并安装在加载头内部，模型后方的腹撑支杆能够从加载头内部穿出，还要保证加载头的整体刚度。本发明解决的问题是需要在模拟推矢作用下对装在模型内部的应变天平进行校准。

Claims (4)

1.一种连接模型校准的天平加载头，其组成包括：前加载梁、后加载梁，其特征是：所述的前加载梁和所述的后加载梁套在外套筒的外部，所述的外套筒内穿入有内套筒，所述的后加载梁上与升力拉力环垂直连接，所述的外套筒的后部与定位圈连接，所述的外套筒上加工有腹撑支杆槽。

2.根据权利要求1 所述的连接模型校准的天平加载头，其特征是： 所述的外套筒上加工有销孔一，所述的前加载梁上加工有销孔二和销孔三，所述的后加载梁上加工有销孔四，所述的定位圈上加工有销孔五，所述的销孔一、所述的销孔二和所述的销孔三内装配有定位销，所述的销孔四和所述的销孔五上装配有所述的定位销和螺钉。

3.根据权利要求1 或2 所述的连接模型校准的天平加载头，其特征是：所述的前加载梁、所述的后加载梁、所述的外套筒、所述的内套筒、所述的升力拉力环和所述的定位圈组成天平加载头。

4.一种权利要求1—3 之一所述的连接模型校准的天平加载头的加载方法，其特征是：该方法包括如下步骤：

使用时将模型机翼拆除，将机身上的机翼连接槽与内套筒连接在一起，通过定位销与螺钉装配，杆式天平装在模型腔内部，此时模型与加载头内套筒相对天平元件理论上被视为刚体部分，作用于模型上的载荷通过天平元件的应变测出，通过加载头直接向模型施加升力、侧力、法向力、俯仰力矩、偏航力矩和滚转力矩，而模型在加载头的作用力下对其内部的应变天平进行加载。