CN113670560B - 一种平尾气动载荷测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种平尾气动载荷测量装置，包括机身模型、平尾模型和平尾天平；机身模型的尾梁的左侧面和右侧面设置有连接槽；平尾模型水平设置，且位于所述机身模型的左侧和右侧；平尾天平的第一端设置在所述连接槽内并与所述机身模型连接，其第二端与所述平尾模型连接；本发明通过在机身模型上设置连接槽，并通过将平尾天平设置在连接槽内，并通过连接件与平尾模型连接，避免了将平尾天平内嵌在平尾模型内部，减少对平尾模型的空间依赖，同时减少了平尾天平与平尾模型的安装体积限制，避免了对平尾气动外形破坏。本发明中的平尾天平为五分量天平，除了可以测量平尾升力及俯仰力矩外，还可以实现对平尾阻力、滚转力矩及偏航力矩这类小载荷的测量。

Description

一种平尾气动载荷测量装置

技术领域

本发明涉及风洞试验领域，具体涉及一种平尾气动载荷测量装置。

背景技术

飞行器的平尾是调整飞行姿态的重要部件，其安装位置以及不同飞行状态下的安装角均要由风洞试验进行先期研究。而目前，在大多平尾气动力测量试验中常采片式天平进行测量,片式天平的设计主要存在以下技术难点及局限：

片式天平模型连接端一般内嵌在平尾内部，受平尾模型的空间限制较大。

将平尾模型安装于平板式模型连接端时，需要考虑尽量不能破坏平尾气动外形，对连接部件及工艺要求较高。

在设计片式天平时需根据试验任务设计与模型间的接口，连接方式较为固定，因此试验时平尾的安装位置较为固定，无法满足不同安装位置的平尾气动力测量需要。

片式天平主要用于测量平尾升力及俯仰力矩，对于平尾阻力、滚转力矩及偏航力矩等小载荷的测量能力有限。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是片式天平安装在平尾模型与机身模型之间时受限较多，安装难度高，且连接方式较为固定无法满足不同安装位的需求，目的在于提供一种平尾气动载荷测量装置，解决了平尾模型与机身模型之间安装平尾天平的问题。

本发明通过下述技术方案实现：

一种平尾气动载荷测量装置，包括：

机身模型，其尾梁的左侧面和右侧面设置有连接槽。

平尾模型，其水平设置，且位于所述机身模型的左侧和右侧。

平尾天平，其第一端设置在所述连接槽内并与所述机身模型连接，其第二端与所述平尾模型连接。

所述平尾天平包括：

固定件，其设置在所述连接槽内，并与所述机身模型连接。

弹性连接组件，其具有第一端和第二端，所述弹性连接组件的第一端与所述固定件固定连接。

过渡板，其与所述弹性连接组件的第二端固定连接。

连接件，其与所述过渡板固定连接，且所述平尾模型与所述连接件连接。

优选地，所述连接槽为平行于所述机身模型的中轴线的长槽，所述连接槽内设置有多个螺孔。

所述固定件为设置在所述连接槽内的矩形板，所述固定件上设置有多个垂直于所述机身模型的通孔。

所述连接槽的长度大于所述固定件的长度，所述固定件通过螺钉固定安装在所述连接槽的任意位置。

具体地，所述过渡板为平行于所述固定件的矩形板，设定所述过渡板靠近所述固定件的侧面为第一侧面，设定所述过渡板远离所述固定件的侧面为第二侧面，所述弹性连接组件的第二端与所述过渡板的第一侧面固定连接。

所述连接件为平行于所述平尾模型的矩形板，所述连接件的第一端与所述过渡板的第二侧面垂直固定连接，所述连接件的第二端与所述平尾模型固定连接。

进一步，所述平尾模型上设置有用于安装所述矩形板的安装槽，所述安装槽的深度大于所述连接件的厚度，安装完成后，所述安装槽的开口处设置有与所述平尾模型气动外形相似的外侧封板。

优选地，所述过渡板与所述连接件之间设置有多个加强筋，所述加强筋的两个垂直边分别与所述过渡板的第二侧面和所述连接件的上侧面/下侧面固定连接。

具体地，所述弹性连接组件包括多个弹性元件，多个所述弹性元件平行设置在所述固定件与所述过渡板之间，所述弹性元件包括：

弹性柱梁，其第一端与所述固定件垂直固定连接，所述弹性柱梁的第二端与所述过渡板的第一侧面垂直固定连接。

测量元件，其固定设置在所述弹性柱梁上，且测量所述弹性柱梁的弹性形变。

作为一个实施例，所述弹性元件的数量为五个，所述弹性柱梁的数量为五个，且设定为第一柱梁、第二柱梁、第三柱梁、第四柱梁和第五柱梁。

所述第一柱梁、所述第二柱梁、所述第三柱梁和所述第四柱梁呈矩形分布，且固定设置在所述过渡板的四角，所述第五柱梁固定设置在所述过渡板的中轴线处，所述弹性柱梁为矩形杆。

所述弹性元件包括多个应变片，多个所述应变片分别固定设置在所述第一柱梁、第二柱梁、第三柱梁、第四柱梁和第五柱梁上。

具体地，以所述过渡板的中心为原点，设定所述平尾模型的阻力方向为X轴方向，所述平尾模型的升力方向为Y轴方向，所述平尾模型水平轴线方向为Z轴方向。

所述第一柱梁/所述第二柱梁/所述第三柱梁/所述第四柱梁在Y轴方向的高度大于所述第一柱梁/所述第二柱梁/所述第三柱梁/所述第四柱梁在X轴方向的宽度。

所述第五柱梁在Y轴方向的高度等于所述第五柱梁在X轴方向的宽度。

优选地，所述应变片的数量为24个，且设定为第一应变片、第二应变片至第二十三应变片和第二十四应变片。

设定所述第一柱梁/所述第二柱梁/所述第三柱梁/所述第四柱梁包括第一X轴侧面、第二X轴侧面、第一Y轴侧面和第二Y轴侧面。

所述第一X轴侧面和所述第二X轴侧面均与所述X轴平行，且所述第一X轴侧面与所述X轴之间的距离大于所述第二X轴侧面与所述X轴之间的距离。

所述第一Y轴侧面和所述第二Y轴侧面均与所述Y轴平行，且所述第一Y轴侧面与所述Y轴之间的距离大于所述第二Y轴侧面与所述Y轴之间的距离。

所述第一应变片固定设置在所述第一柱梁的第一Y轴侧面，所述第二应变片固定设置在所述第一柱梁的第一X轴侧面，且所述第一应变片和所述第二应变片均设置在所述第一柱梁的中部。

所述第三应变片固定设置在所述第二柱梁的第一Y轴侧面，所述第四应变片固定设置在所述第二柱梁的第一X轴侧面，且所述第三应变片和所述第四应变片均设置在所述第二柱梁的中部。

所述第五应变片固定设置在所述第三柱梁的第一Y轴侧面，所述第六应变片固定设置在所述第三柱梁的第一X轴侧面，且所述第五应变片和所述第六应变片均设置在所述第三柱梁的中部。

所述第七应变片固定设置在所述第四柱梁的第一Y轴侧面，所述第八应变片固定设置在所述第四柱梁的第一X轴侧面，且所述第七应变片和所述第八应变片均设置在所述第四柱梁的中部。

所述第九应变片至所述第二十四应变片均固定设置在所述第五柱梁上。

其中，所述第一应变片、所述第四应变片、所述第五应变片和所述第八应变片组成用于测量偏航力矩的应变桥组，所述第二应变片、所述第三应变片、所述第六应变片和所述第七应变片组成用于测量滚转力矩的应变桥组。

进一步，设定所述第五柱梁包括上侧面、下侧面、前侧面和后侧面，所述上侧面和所述下侧面平行于所述X轴，且所述上侧面位于所述下侧面的上方，所述前侧面和所述后侧面平行与所述Y轴，且所述前侧面位于所述后侧面的前侧。

所述第九应变片和所述第十五应变片设置在所述第五柱梁的上侧面，所述第十应变片和所述第十六应变片设置在所述第五柱梁的下侧面，所述第十八应变片和所述第二十四应变片设置在所述第五柱梁的前侧面，所述第十七应变片和所述第二十三应变片设置在所述第五柱梁的后侧。

其中，所述第九应变片、所述第十应变片、所述第十七应变片和所述第十八应变片设置在所述第五柱梁的第一端，所述第十五应变片、第十六应变片、第二十三应变片和第二十四应变片设置在所述第五柱梁的第二端。

所述第九应变片、第十应变片、第十五应变片和第十六应变片组成用于测量平尾升力的应变桥组，所述第十七应变片、所述第十八应变片、所述第二十三应变片和所述第二十四应变片组成用于测量平尾阻力的应变桥组。

所述第十一应变片和所述第十三应变片组成V型结构，且均固定设置在所述第五柱梁的上侧面中部，所述第十一应变片和所述第十三应变片的轴线与Y-Z平面之间的夹角呈±45°。

所述第十二应变片和所述第十四应变片组成V型结构，且均固定设置在所述第五柱梁的下侧面中部，所述第十二应变片和所述第十四应变片的轴线与Y-Z平面之间的夹角呈±45°。

所述第十九应变片和所述第二十应变片组成V型结构，且均固定设置在所述第五柱梁的后侧面中部，所述第十九应变片和所述第二十应变片的轴线与X-Z平面之间的夹角呈±45°。

所述第二十一应变片和所述第二十二应变片组成V型结构，且均固定设置在所述第五柱梁的前侧面中部，所述第二十一应变片和所述第二十二应变片的轴线与X-Z平面之间的夹角呈±45°。

其中，所述第十一应变片、所述第十二应变片、所述第十三应变片、所述第十四应变片、所述第十九应变片、所述第二十应变片、所述第二十一应变片和所述第二十二应变片组成用于测量平尾俯仰力矩的应变桥组。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

本发明通过在机身模型上设置连接槽，并通过将平尾天平设置在连接槽内，并通过连接件与平尾模型连接，避免了将平尾天平内嵌在平尾模型内部，减少对平尾模型的空间依赖，同时减少了平尾天平与平尾模型的安装体积限制，避免了对平尾气动外形破坏。

将平尾天平和机身模型通过连接槽进行连接，可以将平尾天平在连接槽内进行移动，满足了不同安装位置的平尾气动力的测量需要。

本发明中的平尾天平为五分量天平，除了可以测量平尾升力及俯仰力矩外，还可以实现对平尾阻力、滚转力矩及偏航力矩这类小载荷的测量。

附图说明

附图示出了本发明的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本发明的原理，其中包括了这些附图以提供对本发明的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。

图1是根据本发明所述的一种平尾气动载荷测量装置的结构示意图。

图2是根据本发明所述的平尾天平的结构示意图。

图3是根据本发明所述的平尾天平的前视图。

图4是图3的侧视图。

图5是根据本发明所述的平尾天平的俯视图。

图6是图5的侧视图。

图7是根据本发明所述的平尾天平应变分布图。

附图标记：101-固定件，102-弹性连接组件，103-过渡板，104-加强筋，105-连接件，106-测量元件，107-机身模型，108-平尾天平，109-平尾模型。

1-第一应变片，2-第二应变片，3-第三应变片，4-第四应变片，5-第五应变片，6-第六应变片，7-第七应变片，8-第八应变片，9-第九应变片，10-第十应变片，11-第十一应变片，12-第十二应变片，13-第十三应变片，14-第十四应变片，15-第十五应变片，16-第十六应变片，17-第十七应变片，18-第十八应变片，19-第十九应变片，20-第二十应变片，21-第二十一应变片，22-第二十二应变片，23-第二十三应变片，24-第二十四应变片。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于解释相关内容，而非对本发明的限定。

另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分。

在不冲突的情况下，本发明中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本发明。

实施例一

一种平尾气动载荷测量装置，包括机身模型107、平尾模型109和平尾天平108。

本实施例中，机身模型107为现阶段进行风洞试验的机身模型107，平尾模型109为现阶段进行风洞试验的平尾模型109，本领域技术人员可根据具体情况予以选用，一般情况下机身模型107的两侧均设置有平尾，因此，本实施例中平尾模型109的数量为两个，两个平尾模型109水平设置，且位于机身模型107的左侧和右侧。

机身模型107的尾梁的左侧面和右侧面设置有连接槽，平尾天平108的第一端设置在连接槽内并与机身模型107连接，平尾天平108的第二端与平尾模型109连接。

为了解决片式平尾与平尾模型109的连接部过大从而导致可能对平尾气动外形造成破坏的问题，本实施例中的平尾天平108包括固定件101、弹性连接组件102、过渡板103和连接件105。

固定件101设置在连接槽内，并与机身模型107连接，通过在机身模型107的两侧设置连接槽，并可以在安装的过程中，将大部分平尾天平108置于机身模型107内，从而可以减小平尾天平108对平尾模型109进行风洞试验时对气流模型造成影响。

同时，平尾天平108可随平尾模型109的安装位置的要求随平尾模型109一同移动，只要在机身摸型的相应位置留出安装槽即可，对研究不同平尾安装位置对机身气动特性的影响规律提供了试验能力支撑。

弹性连接组件102具有第一端和第二端，弹性连接组件102的第一端与固定件101固定连接，过渡板103与弹性连接组件102的第二端固定连接。将弹性连接组件102连接在固定件101与过渡板103之间，在平尾模型109受力产生相对位移时，可以将相应的参数（例如：偏航力矩、滚转力矩、俯仰力矩、升力、阻力等）体现在弹性连接组件102上，并通过对弹性连接组件102的形变测量，可以实现平尾对机身启动特性的影响实验。

连接件105与过渡板103固定连接，且平尾模型109与连接件105连接。

将连接件105与平尾模型109固定连接，通过缩小连接件105的尺寸，可以减小对气动外形的破坏。

实施例二

本实施例中，对连接槽和固定件101的结构加以说明，以实现可以改变平尾模型109的安装位置的功能。

连接槽为平行于机身模型107的中轴线的长槽，连接槽内设置有多个螺孔。

固定件101为设置在连接槽内的矩形板，固定件101上设置有多个垂直于机身模型107的通孔。

连接槽的长度大于固定件101的长度，固定件101通过螺钉固定安装在连接槽的任意位置。

螺孔的数量多于通孔的数量，在进行安装时，如果需要测量不同安装位置的平尾模型109，可以将固定件101在连接槽内前后移动，然后通过对准螺孔和通孔，并通过螺钉将固定件101与机身模型107固定连接，实现研究不同平尾安装位置对机身气动特性的影响规律。

且在连接槽的深度尽量在满足机身模型107尾梁不与平尾模型109产生干涉的条件下，将平尾天平108嵌入安装槽，避免外露对对平尾气动环境产生干扰，连接槽槽宽度应在不与平尾天平108产生干涉的前提下尽量减小，减少机身模型107的气动外形的变化。

连接槽内分布有多个螺孔，用于在不同位置安装平尾天平108，平尾天平108的固定件101根据平尾模型109的安装位置需求与指定螺孔连接，因此连接槽长度应根据试验时对平尾模型109安装位置的需求进行确定，在进行某一个安装位置下的试验时，需将连接槽的其他部位用与尾梁开槽前几何相似的盖板封住，尽量维持机身模型107开槽前的气动外形。

实施例三

本实施例对过渡板103的结构加以说明，过渡板103是连接弹性连接组件102和连接件105之间的连接设备。

为了描述方便，对过渡板103的两侧进行设定命名，设定过渡板103靠近固定件101的侧面为第一侧面，设定过渡板103远离固定件101的侧面为第二侧面。

过渡板103为平行于固定件101的矩形板，弹性连接组件102的第二端与过渡板103的第一侧面固定连接。

因为平尾模型109为水平板状的结构，为了实现平尾天平108与平尾模型109的固定连接，将连接件105设定成为连接件105为平行于平尾模型109的矩形板。

连接件105的第一端与过渡板103的第二侧面垂直固定连接，连接件105的第二端与平尾模型109固定连接，即连接件105和过渡板103组成T型结构，从而便于实现与平尾模型109的连接。

为了实现稳定连接并维持气动外形，平尾模型109上设置有用于安装矩形板的安装槽，安装槽的深度大于连接件105的厚度，安装完成后，安装槽的开口处设置有与平尾模型109气动外形相似的外侧封板。

平尾模型109根部预留有天平模型的安装槽及安装孔，用于与天平模型的连接端相连接，安装槽的深度需大于平尾天平108的连接件105的厚度，为尽量维持平尾模型109的气动外形，在与平尾天平108连接后，需用与平尾模型109开槽前几何相似的盖板封住平尾根部剩余开槽部分，从而使得平尾模型109从外表看仍然为一个未开槽的整体。

实施例四

平尾模型109在进行试验时，会对平尾天平108施加较大的力，为了避免应力集中，并且增加平尾天平108的刚度，在过渡板103与连接件105之间设置有多个加强筋104，加强筋104的两个垂直边分别与过渡板103的第二侧面和连接件105的上侧面/下侧面固定连接。

过渡板103和连接件105组成T型结构，将加强筋104设置为有两个直角边的三角形结构，将加强筋104的直角板设置在过渡板103与连接件105的转角处，并且加强筋104的两个垂直边分别与过渡板103的第二侧面和连接件105的上侧面/下侧面固定连接，实现了加强固定的目的。

为了实现稳定固定，且避免连接板的上下侧面受力不均，将加强筋104设置成为2n个，其中n个加强筋104设置在连接件105的上方，n个加强筋104设置在连接件105的下方。

实施例五

为了便于描述，在平尾天平108处建立坐标系，即以过渡板103的中心为原点，设定平尾模型109的阻力方向为X轴方向，平尾模型109的升力方向为Y轴方向，平尾模型109水平轴线方向为Z轴方向。

弹性连接组件102包括多个弹性元件，多个弹性元件平行设置在固定件101与过渡板103之间，且在本实施例中，弹性元件的数量为五个，即采用了五分量天平，所测气动载荷分别为平尾升力、阻力、俯仰力矩、滚转力矩、偏航力矩。

本实施例中的弹性元件包括弹性柱梁和测量元件106。

弹性柱梁的第一端与固定件101垂直固定连接，弹性柱梁的第二端与过渡板103的第一侧面垂直固定连接，测量元件106固定设置在弹性柱梁上，且测量弹性柱梁的弹性形变。

为了便于描述，将本实施例中的五个弹性柱梁依次命名为第一柱梁、第二柱梁、第三柱梁、第四柱梁和第五柱梁。

第一柱梁、第二柱梁、第三柱梁和第四柱梁呈矩形分布，且固定设置在过渡板103的四角，第五柱梁固定设置在过渡板103的中轴线处。

本实施例中的所有弹性柱梁为矩形杆，因为平尾模型109的升力大于平尾模型109的阻力，因此将第一柱梁/第二柱梁/第三柱梁/第四柱梁在Y轴方向的高度大于第一柱梁/第二柱梁/第三柱梁/第四柱梁在X轴方向的宽度。

但将第五柱梁在Y轴方向的高度等于第五柱梁在X轴方向的宽度，即将第五柱梁的截面设定为正方形。

如上述方式对5个弹性柱梁进行安装后，其中第一柱梁、第二柱梁、第三柱梁、第四柱梁与弹性元件构成的测量元件106分别用于测量平尾的偏航力矩My和滚转力矩Mx，第五柱梁与弹性元件构成的测量元件106分别用于测量平尾的升力Fy、阻力Fx和俯仰力矩Mz。

其中，弹性柱梁在作用力下会产生形变，对弹性柱梁的形变进行测量即可以获得平尾模型109的受力情况，因此本实施例中弹性元件为多个应变片，且多个应变片分别固定设置在第一柱梁、第二柱梁、第三柱梁、第四柱梁和第五柱梁上。

本实施例中应变片的数量为24个，且为了便于描述，将所有应变片依次命名为设定为第一应变片1、第二应变片2、第三应变片3、第四应变片4、第五应变片5、第六应变片6、第七应变片7、第八应变片8、第九应变片9、第十应变片10、第十一应变片11、第十二应变片12、第十三应变片13、第十四应变片14、第十五应变片15、第十六应变片16、第十七应变片17、第十八应变片18、第十九应变片19、第二十应变片20、第二十一应变片21、第二十二应变片22、第二十三应变片23和第二十四应变片24。

为便于描述，设定第一柱梁/第二柱梁/第三柱梁/第四柱梁包括第一X轴侧面、第二X轴侧面、第一Y轴侧面和第二Y轴侧面，即如果将第一柱梁、第二柱梁、第三柱梁、第四柱梁看成一个矩形框体，第一X轴侧面、第二X轴侧面、第一Y轴侧面和第二Y轴侧面构成了该矩形框体的外侧面。

第一X轴侧面和第二X轴侧面均与X轴平行，且第一X轴侧面与X轴之间的距离大于第二X轴侧面与X轴之间的距离。

第一Y轴侧面和第二Y轴侧面均与Y轴平行，且第一Y轴侧面与Y轴之间的距离大于第二Y轴侧面与Y轴之间的距离。

第一应变片1固定设置在第一柱梁的第一Y轴侧面，第二应变片2固定设置在第一柱梁的第一X轴侧面，且第一应变片1和第二应变片2均设置在第一柱梁的中部。

第三应变片3固定设置在第二柱梁的第一Y轴侧面，第四应变片4固定设置在第二柱梁的第一X轴侧面，且第三应变片3和第四应变片4均设置在第二柱梁的中部。

第五应变片5固定设置在第三柱梁的第一Y轴侧面，第六应变片6固定设置在第三柱梁的第一X轴侧面，且第五应变片5和第六应变片6均设置在第三柱梁的中部。

第七应变片7固定设置在第四柱梁的第一Y轴侧面，第八应变片8固定设置在第四柱梁的第一X轴侧面，且第七应变片7和第八应变片8均设置在第四柱梁的中部。

即如图5和图6所示，第一应变片1至第八应变片8固定在由第一柱梁、第二柱梁、第三柱梁和第四柱梁构成的矩形框体的外侧面。

如图7a所示，第一应变片1、第四应变片4、第五应变片5和第八应变片8组成用于测量偏航力矩My的应变桥组，

如图7b所示，第二应变片2、第三应变片3、第六应变片6和第七应变片7组成用于测量滚转力矩Mx的应变桥组。

其余的十六个应变片均设置在第五柱梁上，即第九应变片9至第二十四应变片24均固定设置在第五柱梁上。

为了便于描述，设定第五柱梁包括上侧面、下侧面、前侧面和后侧面，上侧面和下侧面平行于X轴，且上侧面位于下侧面的上方，前侧面和后侧面平行与Y轴，且前侧面位于后侧面的前侧。本实施例中的上侧面和下侧面为在进行平尾试验时，平尾模型109的上侧面和下侧面，本实施例中的前侧面和后侧面，为在进行平尾试验时，平尾模型109的迎风面为前侧面，平尾模型109的背风面为后侧面。

第九应变片9和第十五应变片15设置在第五柱梁的上侧面，第十应变片10和第十六应变片16设置在第五柱梁的下侧面，第十八应变片18和第二十四应变片24设置在第五柱梁的前侧面，第十七应变片17和第二十三应变片23设置在第五柱梁的后侧。

图5中的括号框内的应变片标号为设置在视图中无法直接看到的一侧，即下侧面处。

第九应变片9、第十应变片10、第十七应变片17和第十八应变片18组成正方形框体结构，且该框体结构套装设置在第五柱梁的第一端。

第十五应变片15、第十六应变片16、第二十三应变片23和第二十四应变片24组成正方体框体结构，且该框体结构套装设置在第五柱梁的第二端。

上述的两个正方形框体结构距离第五柱梁的中点的距离相等。

如图7e所示，第九应变片9、第十应变片10、第十五应变片15和第十六应变片16组成用于测量平尾升力Fy的应变桥组。

如图7f所示，第十七应变片17、第十八应变片18、第二十三应变片23和第二十四应变片24组成用于测量平尾阻力Fx的应变桥组。

第十一应变片11和第十三应变片13组成V型结构，且均固定设置在第五柱梁的上侧面中部，第十一应变片11和第十三应变片13的轴线与Y-Z平面之间的夹角呈±45°。

第十二应变片12和第十四应变片14组成V型结构，且均固定设置在第五柱梁的下侧面中部，第十二应变片12和第十四应变片14的轴线与Y-Z平面之间的夹角呈±45°。

第十九应变片19和第二十应变片20组成V型结构，且均固定设置在第五柱梁的后侧面中部，第十九应变片19和第二十应变片20的轴线与X-Z平面之间的夹角呈±45°。

第二十一应变片21和第二十二应变片22组成V型结构，且均固定设置在第五柱梁的前侧面中部，第二十一应变片21和第二十二应变片22的轴线与X-Z平面之间的夹角呈±45°。

如图7c所示，第十一应变片11、第十二应变片12、第十三应变片13、第十四应变片14组成的应变桥组测量平尾模型109部分俯仰力矩Mz₁;

如图7d所示，第十九应变片19、第二十应变片20、第二十一应变片21和第二十二应变片22组成的应变桥组测量平尾模型109部分俯仰力矩Mz₂;

并将Mz₁和Mz₂叠加，从而获得评为模型的俯仰力矩Mz，因此第十一应变片11、第十二应变片12、第十三应变片13、第十四应变片14、第十九应变片19、第二十应变片20、第二十一应变片21和第二十二应变片22组成用于测量平尾俯仰力矩的应变桥组。

实施例六

上述实施例中应变片可采用箔式应变片，应变片灵敏系数K=2,电阻值R=350Ω，供桥电压U=8伏，电桥输出信号计算公式如下：

式中：△U为电桥的输出信号。

n为对称电桥数。

为应变工程计算结果。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例/方式”、“一些实施例/方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例/方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例/方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例/方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例/方式或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例/方式或示例以及不同实施例/方式或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

本领域的技术人员应当理解，上述实施方式仅仅是为了清楚地说明本发明，而并非是对本发明的范围进行限定。对于所属领域的技术人员而言，在上述发明的基础上还可以做出其它变化或变型，并且这些变化或变型仍处于本发明的范围内。

Claims (9)

1.一种平尾气动载荷测量装置，其特征在于，包括：

机身模型，其尾梁的左侧面和右侧面设置有连接槽；

平尾模型，其水平设置，且位于所述机身模型的左侧和右侧；

平尾天平，其第一端设置在所述连接槽内并与所述机身模型连接，其第二端与所述平尾模型连接；

所述平尾天平包括：

固定件，其设置在所述连接槽内，并与所述机身模型连接；

弹性连接组件，其具有第一端和第二端，所述弹性连接组件的第一端与所述固定件固定连接；

过渡板，其与所述弹性连接组件的第二端固定连接；

连接件，其与所述过渡板固定连接，且所述平尾模型与所述连接件连接；

所述连接槽为平行于所述机身模型的中轴线的长槽，所述连接槽内设置有多个螺孔；

所述固定件为设置在所述连接槽内的矩形板，所述固定件上设置有多个垂直于所述机身模型的通孔；

所述连接槽的长度大于所述固定件的长度，所述固定件通过螺钉固定安装在所述连接槽的任意位置。

2.根据权利要求1所述的一种平尾气动载荷测量装置，其特征在于，所述过渡板为平行于所述固定件的矩形板，设定所述过渡板靠近所述固定件的侧面为第一侧面，设定所述过渡板远离所述固定件的侧面为第二侧面，所述弹性连接组件的第二端与所述过渡板的第一侧面固定连接；

所述连接件为平行于所述平尾模型的矩形板，所述连接件的第一端与所述过渡板的第二侧面垂直固定连接，所述连接件的第二端与所述平尾模型固定连接。

3.根据权利要求2所述的一种平尾气动载荷测量装置，其特征在于，所述平尾模型上设置有用于安装所述矩形板的安装槽，所述安装槽的深度大于所述连接件的厚度，安装完成后，所述安装槽的开口处设置有与所述平尾模型气动外形相似的外侧封板。

4.根据权利要求1所述的一种平尾气动载荷测量装置，其特征在于，所述过渡板与所述连接件之间设置有多个加强筋，所述加强筋的两个垂直边分别与所述过渡板的第二侧面和所述连接件的上侧面/下侧面固定连接。

5.根据权利要求2所述的一种平尾气动载荷测量装置，其特征在于，所述弹性连接组件包括多个弹性元件，多个所述弹性元件平行设置在所述固定件与所述过渡板之间，所述弹性元件包括：

弹性柱梁，其的第一端与所述固定件垂直固定连接，所述弹性柱梁的第二端与所述过渡板的第一侧面垂直固定连接；

测量元件，其固定设置在所述弹性柱梁上，且测量所述弹性柱梁的弹性形变。

6.根据权利要求5所述的一种平尾气动载荷测量装置，其特征在于，所述弹性元件的数量为五个，所述弹性柱梁的数量为五个，且设定为第一柱梁、第二柱梁、第三柱梁、第四柱梁和第五柱梁；

所述第一柱梁、所述第二柱梁、所述第三柱梁和所述第四柱梁呈矩形分布，且固定设置在所述过渡板的四角，所述第五柱梁固定设置在所述过渡板的中轴线处，所述弹性柱梁为矩形杆；

所述弹性元件包括多个应变片，多个所述应变片分别固定设置在所述第一柱梁、第二柱梁、第三柱梁、第四柱梁和第五柱梁上。

7.根据权利要求6所述的一种平尾气动载荷测量装置，其特征在于，以所述过渡板的中心为原点，设定所述平尾模型的阻力方向为X轴方向，所述平尾模型的升力方向为Y轴方向，所述平尾模型水平轴线方向为Z轴方向；

所述第一柱梁/所述第二柱梁/所述第三柱梁/所述第四柱梁在Y轴方向的高度大于所述第一柱梁/所述第二柱梁/所述第三柱梁/所述第四柱梁在X轴方向的宽度；

所述第五柱梁在Y轴方向的高度等于所述第五柱梁在X轴方向的宽度。

8.根据权利要求7所述的一种平尾气动载荷测量装置，其特征在于，所述应变片的数量为24个，且设定为第一应变片、第二应变片、第三应变片、第四应变片、第五应变片、第六应变片、第七应变片、第八应变片、第九应变片、第十应变片、第十一应变片、第十二应变片、第十三应变片、第十四应变片、第十五应变片、第十六应变片、第十七应变片、第十八应变片、第十九应变片、第二十应变片、第二十一应变片、第二十二应变片、第二十三应变片和第二十四应变片；

设定所述第一柱梁/所述第二柱梁/所述第三柱梁/所述第四柱梁包括第一X轴侧面、第二X轴侧面、第一Y轴侧面和第二Y轴侧面；

所述第一X轴侧面和所述第二X轴侧面均与所述X轴平行，且所述第一X轴侧面与所述X轴之间的距离大于所述第二X轴侧面与所述X轴之间的距离；

所述第一Y轴侧面和所述第二Y轴侧面均与所述Y轴平行，且所述第一Y轴侧面与所述Y轴之间的距离大于所述第二Y轴侧面与所述Y轴之间的距离；

所述第一应变片固定设置在所述第一柱梁的第一Y轴侧面，所述第二应变片固定设置在所述第一柱梁的第一X轴侧面，且所述第一应变片和所述第二应变片均设置在所述第一柱梁的中部；

所述第三应变片固定设置在所述第二柱梁的第一Y轴侧面，所述第四应变片固定设置在所述第二柱梁的第一X轴侧面，且所述第三应变片和所述第四应变片均设置在所述第二柱梁的中部；

所述第五应变片固定设置在所述第三柱梁的第一Y轴侧面，所述第六应变片固定设置在所述第三柱梁的第一X轴侧面，且所述第五应变片和所述第六应变片均设置在所述第三柱梁的中部；

所述第七应变片固定设置在所述第四柱梁的第一Y轴侧面，所述第八应变片固定设置在所述第四柱梁的第一X轴侧面，且所述第七应变片和所述第八应变片均设置在所述第四柱梁的中部；

所述第九应变片至所述第二十四应变片均固定设置在所述第五柱梁上；

其中，所述第一应变片、所述第四应变片、所述第五应变片和所述第八应变片组成用于测量偏航力矩的应变桥组，所述第二应变片、所述第三应变片、所述第六应变片和所述第七应变片组成用于测量滚转力矩的应变桥组。

9.根据权利要求8所述的一种平尾气动载荷测量装置，其特征在于，设定所述第五柱梁包括上侧面、下侧面、前侧面和后侧面，所述上侧面和所述下侧面平行于所述X轴，且所述上侧面位于所述下侧面的上方，所述前侧面和所述后侧面平行与所述Y轴，且所述前侧面位于所述后侧面的前侧；

所述第九应变片和所述第十五应变片设置在所述第五柱梁的上侧面，所述第十应变片和所述第十六应变片设置在所述第五柱梁的下侧面，所述第十八应变片和所述第二十四应变片设置在所述第五柱梁的前侧面，所述第十七应变片和所述第二十三应变片设置在所述第五柱梁的后侧；

其中，所述第九应变片、所述第十应变片、所述第十七应变片和所述第十八应变片设置在所述第五柱梁的第一端，所述第十五应变片、第十六应变片、第二十三应变片和第二十四应变片设置在所述第五柱梁的第二端；

所述第九应变片、第十应变片、第十五应变片和第十六应变片组成用于测量平尾升力的应变桥组，所述第十七应变片、所述第十八应变片、所述第二十三应变片和所述第二十四应变片组成用于测量平尾阻力的应变桥组；

所述第十一应变片和所述第十三应变片组成V型结构，且均固定设置在所述第五柱梁的上侧面中部，所述第十一应变片和所述第十三应变片的轴线与Y-Z平面之间的夹角呈±45°；

所述第十二应变片和所述第十四应变片组成V型结构，且均固定设置在所述第五柱梁的下侧面中部，所述第十二应变片和所述第十四应变片的轴线与Y-Z平面之间的夹角呈±45°；

所述第十九应变片和所述第二十应变片组成V型结构，且均固定设置在所述第五柱梁的后侧面中部，所述第十九应变片和所述第二十应变片的轴线与X-Z平面之间的夹角呈±45°；

所述第二十一应变片和所述第二十二应变片组成V型结构，且均固定设置在所述第五柱梁的前侧面中部，所述第二十一应变片和所述第二十二应变片的轴线与X-Z平面之间的夹角呈±45°；

其中，所述第十一应变片、所述第十二应变片、所述第十三应变片、所述第十四应变片、所述第十九应变片、所述第二十应变片、所述第二十一应变片和所述第二十二应变片组成用于测量平尾俯仰力矩的应变桥组。

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