CN109115455A - 全动舵面颤振模型弯曲刚度与旋转刚度的独立变参装置 - Google Patents

全动舵面颤振模型弯曲刚度与旋转刚度的独立变参装置 Download PDF

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Abstract

全动舵面颤振模型弯曲刚度与旋转刚度的独立变参装置，其中，转动轴一端设置有旋转刚度调节机构，转动轴另一端设置有弯曲刚度调节机构，旋转刚度调节机构中，旋转弹簧片一端安装在弹簧片支座另一端上，解耦针一端固定在旋转弹簧片另一端，解耦针另一端安装在摇臂上，摇臂安装在转动轴上，且位于摇臂一端的转动轴安装在轴承支座上；弯曲刚度调节机构中，第二轴承设置在转动轴另一端，同时第二轴承嵌套在弯曲弹簧片一端，弯曲弹簧片另一端安装在弹簧片支座一端上；通过弯曲弹簧片与旋转弹簧片从而调节全动舵面的弯曲刚度和旋转刚度，由解耦针实现全动舵面弯曲刚度和旋转刚度的解耦，进而提高舵面变参颤振风洞试验的可信度，具有重要的工程实用价值。

Description

全动舵面颤振模型弯曲刚度与旋转刚度的独立变参装置
技术领域
本发明涉及飞行器风洞试验技术领域，尤其涉及一种全动舵面颤振模型弯曲刚度与旋转刚度的独立变参装置。
背景技术
根据经典颤振理论，飞行器的颤振是结构不同阶模态在气动力作用下频率靠近引起的自激振荡。对于飞行器的全动舵面，引起颤振的两阶耦合模态通常是舵面的弯曲模态和旋转模态，分别对应舵面的弯曲刚度和旋转刚度，风洞试验时为研究该两阶模态分别对全动舵面颤振特性的影响，需对舵面的弯曲刚度和旋转刚度进行变参数颤振风洞试验。
传统的风洞试验所设计的全动舵面颤振模型，通常只能模拟全动舵面旋转刚度，并在改变旋转刚度的同时会引起弯曲刚度的变化，而刚度耦合将导致颤振风洞试验变参参数不独立，进而造成试验结果的可信度降低。
发明内容
本发明所解决的技术问题在于提供一种全动舵面颤振模型弯曲刚度与旋转刚度的独立变参装置，以解决上述背景技术中的缺点。
本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
全动舵面颤振模型弯曲刚度与旋转刚度的独立变参装置，包括共用同一转动轴的旋转刚度调节机构与弯曲刚度调节机构、轴承支座及弹簧片支座，其中，转动轴一端设置有旋转刚度调节机构，转动轴另一端设置有弯曲刚度调节机构，旋转刚度调节机构包括旋转弹簧片、解耦针及摇臂，旋转弹簧片一端安装在弹簧片支座另一端上，解耦针一端固定在旋转弹簧片另一端，解耦针另一端安装在摇臂上，摇臂安装在转动轴上，且位于摇臂一端的转动轴安装在轴承支座上；弯曲刚度调节机构包括弯曲弹簧片与第二轴承，第二轴承设置在转动轴另一端，同时第二轴承嵌套在弯曲弹簧片一端设置的轴承安装孔内，弯曲弹簧片另一端安装在弹簧片支座一端上。
在本发明中，轴承支座与弹簧片支座安装在风洞试验用的转接板上。
在本发明中，解耦针一端通过带内螺纹的套筒固定在旋转弹簧片另一端。
在本发明中，旋转弹簧片长度方向与摇臂长度方向平行，解耦针轴线方向、摇臂长度方向与转动轴轴线方向三者在空间上两两垂直，通过更换不同厚度的旋转弹簧片以改变全动舵面的旋转刚度。
在本发明中，弯曲弹簧片长度方向与转动轴轴线方向垂直，通过更换不同厚度的弯曲弹簧片以改变全动舵面的弯曲刚度。
在本发明中，解耦针中间段的有效直径为转动轴直径的1/10。
在本发明中，位于摇臂一端的转动轴通过第一轴承安装在轴承支座上。
有益效果：
1）本发明采用通过弯曲弹簧片与旋转弹簧片从而调节全动舵面的弯曲刚度和旋转刚度，并通过解耦针实现全动舵面弯曲刚度和旋转刚度的解耦，有效提高舵面变参颤振风洞试验结果的可信度，具有重要的工程实用价值；
2）本发明的旋转刚度调节机构与弯曲刚度调节机构，零件简单易于加工，装配连接可靠，弹簧片更换方便，整个装置小巧紧凑，可安装于试验用的整流罩内，不对全动舵面气动外形产生干扰，大大提高了风洞试验精度。
附图说明
图1是本发明的较佳实施例的结构示意图。
图2是本发明的较佳实施例中的解耦针结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
参见图1～图2的全动舵面颤振模型弯曲刚度与旋转刚度的独立变参装置，包括旋转弹簧片1、弯曲弹簧片2、解耦针3、转动轴4、第一轴承5、第二轴承6、摇臂7、轴承支座8、弹簧片支座9及套筒10；其中，轴承支座8和弹簧片支座9安装在风洞试验用的转接板上，转动轴4一端通过第一轴承5安装在轴承支座8上，转动轴4另一端套装有第二轴承6，且第二轴承6嵌套在弯曲弹簧片2一端设置的轴承安装孔内，弯曲弹簧片2另一端通过螺栓安装在弹簧片支座9一端，旋转弹簧片1一端通过螺栓安装在弹簧片支座9另一端上，解耦针3一端通过带内螺纹的套筒10固定在旋转弹簧片1另一端，解耦针3另一端安装在摇臂7上，摇臂7安装在转动轴4上。
在本实施例中，由旋转弹簧片1、解耦针3、摇臂7与转动轴4串联组成的旋转刚度调节机构控制全动舵面旋转刚度的调节，装配时，旋转弹簧片1长度方向与摇臂7长度方向平行，解耦针3、摇臂7与转动轴4的轴线方向空间两两垂直，通过更换不同厚度的旋转弹簧片1以改变全动舵面的旋转刚度。
在本实施例中，由弯曲弹簧片2、第二轴承6、转动轴4串联组成的弯曲刚度调节机构控制全动舵面弯曲刚度的调节，弯曲弹簧片2长度方向与转动轴4轴线方向垂直，通过更换不同厚度的弯曲弹簧片2以改变全动舵面的弯曲刚度。
在本实施例中，解耦针3中间段的有效直径为转动轴4直径的1/10，解耦机理为：解耦针3的有效直径极细，其弯曲刚度远小于拉压刚度，对全动舵面弯曲刚度的影响几乎可以忽略不计，解耦针3的作用相当于一个二力杆，通过传递旋转弹簧片1的弯曲变形进而控制全动舵面的旋转。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.全动舵面颤振模型弯曲刚度与旋转刚度的独立变参装置，其特征在于，包括共用同一转动轴的旋转刚度调节机构与弯曲刚度调节机构、轴承支座及弹簧片支座，转动轴一端设置有旋转刚度调节机构，转动轴另一端设置有弯曲刚度调节机构，旋转刚度调节机构包括旋转弹簧片、解耦针及摇臂，旋转弹簧片一端安装在弹簧片支座另一端上，解耦针一端固定在旋转弹簧片另一端，解耦针另一端安装在摇臂上，摇臂安装在转动轴上，且位于摇臂一端的转动轴安装在轴承支座上；弯曲刚度调节机构包括弯曲弹簧片与第二轴承，第二轴承设置在转动轴另一端，同时第二轴承嵌套在弯曲弹簧片一端设置的轴承安装孔内，弯曲弹簧片另一端安装在弹簧片支座一端上。
2.根据权利要求1所述的全动舵面颤振模型弯曲刚度与旋转刚度的独立变参装置，其特征在于，轴承支座与弹簧片支座安装在风洞试验用的转接板上。
3.根据权利要求1所述的全动舵面颤振模型弯曲刚度与旋转刚度的独立变参装置，其特征在于，解耦针一端通过带内螺纹的套筒固定在旋转弹簧片另一端。
4.根据权利要求1所述的全动舵面颤振模型弯曲刚度与旋转刚度的独立变参装置，其特征在于，旋转弹簧片长度方向与摇臂长度方向平行。
5.根据权利要求1所述的全动舵面颤振模型弯曲刚度与旋转刚度的独立变参装置，其特征在于，解耦针轴线方向、摇臂长度方向与转动轴轴线方向三者在空间上两两垂直。
6.根据权利要求1所述的全动舵面颤振模型弯曲刚度与旋转刚度的独立变参装置，其特征在于，弯曲弹簧片长度方向与转动轴轴线方向垂直。
7.根据权利要求1所述的全动舵面颤振模型弯曲刚度与旋转刚度的独立变参装置，其特征在于，解耦针中间段的有效直径为转动轴直径的1/10。
8.根据权利要求1所述的全动舵面颤振模型弯曲刚度与旋转刚度的独立变参装置，其特征在于，位于摇臂一端的转动轴通过第一轴承安装在轴承支座上。
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