CN114001907B - 一种天平与舵面同时偏转角度的试验装置设计与使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种天平与舵面同时偏转角度的试验装置设计与使用方法，包括：模型本体，其上开设有圆柱孔，以圆柱孔中心点为圆心的两个分度圆上分别开设有一圈锥销孔Ⅰ；铰链力矩天平，其包括：模型端，其下端整体加工有测量元件，模型端的上端连接有测量舵；测量元件的下端整体加工有固定端；固定端设置有与测量元件同轴的扇形法兰面，扇形法兰面设置有两圈锥销孔Ⅱ，两圈锥销孔Ⅱ所在分度圆直径与两圈锥销孔Ⅰ所在分度圆直径对应相等，扇形法兰面的底部设置有圆柱段。本发明能够在轴向尺寸较小、径向尺寸较大的模型空间内，通过将锥销孔Ⅱ与模型本体锥销孔Ⅰ对齐实现舵偏角的变换，避免了坐标系转换，提高了舵偏角变换效率。

Description

一种天平与舵面同时偏转角度的试验装置设计与使用方法

技术领域

本发明属于风洞试验技术领域，更具体地说，本发明涉及一种天平与舵面同时偏转角度的试验装置设计与使用方法。

背景技术

模型舵面铰链力矩试验是飞行器研制阶段的重要风洞试验项目之一，其目的是为了准确预测各控制舵面的气动力和相对于转轴的铰链力矩的大小，为舵机选择、气动外形设计和结构设计提供依据。

在开展铰链力矩试验时，舵偏角的可靠变换对试验数据有决定性影响。目前常用的舵偏角变换方式主要有以下两种：(1)角度片定位、螺钉压紧；(2)固定偏角整体加工。第一种方法需要模型有足够大的轴向空间，在保证足够结构强度的前提下放置角度片和压紧螺钉；第二种方法加工量较大，舵偏角更换也比较繁琐。

天平与测量舵的组合方式也有两种：(1)天平保持不动，改变测量舵的角度；(2)天平与舵面同时转动。第一种方法天平测得的数据需要进行坐标系转换，有一定的转换误差，常用于模型尺寸较小的小口径风洞试验或需要进行舵面、全弹气动力同时测量风洞试验中；第二种方法不需要进行坐标系转换，转换误差较小。

在轴向尺寸较小、径向尺寸较大的模型铰链力矩试验中采用角度片方式变换舵偏角将占用较大的轴向空间，增大天平的设计难度；采用固定舵偏整体加工则需要进行对测量数据进行坐标系转换，舵偏角变换工作繁琐，且容易损伤天平。

因此，探索一种轴向结构紧凑、舵偏角变换方便的天平与舵面同时偏转的试验装置设计方法

对今后在高超声速风洞中开展此类试验具有重要意义。目前，国内外尚未有与此相关的文献报道。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种天平与舵面同时偏转角度的试验装置设计与使用方法，包括：

模型本体，其上开设有圆柱孔，以圆柱孔中心点为圆心的两个分度圆上分别开设有一圈锥销孔Ⅰ；

铰链力矩天平，其结构包括：

模型端，其下端整体加工有测量元件，所述模型端的上端通过螺纹销Ⅰ定位、紧固有测量舵；所述测量元件的下端整体加工有固定端；

所述固定端设置有与测量元件同轴的扇形法兰面，所述扇形法兰面的对称面和对称面两侧45°夹角处各布置2个锥销孔Ⅱ，两圈锥销孔Ⅱ所在分度圆直径与两圈锥销孔Ⅰ所在分度圆直径对应相等，所述扇形法兰面的底部设置有圆柱段，所述铰链力矩天平和模型本体通过在对齐的锥销孔Ⅰ和锥销孔Ⅱ中装入螺纹销Ⅱ定位、紧固。

优选的是，其中，所述模型本体的圆柱孔轴线与测量舵的转轴同轴，所述圆柱孔中心开设有通孔，所述铰链力矩天平的圆柱段中心位置设置有螺纹孔Ⅰ，即所述铰链力矩天平与模型本体通过螺栓拉紧。

优选的是，其中，所述锥销孔Ⅰ和锥销孔Ⅱ的锥度为1∶10，所述锥销孔Ⅰ的大端朝向铰链力矩天平一侧，且所述大端直径与锥销孔Ⅱ的小径相等，所述锥销孔Ⅰ中开设有螺纹孔Ⅱ；

所述模型本体内圈分度圆上等角度设置有8个锥销孔Ⅰ，相邻两个锥销孔Ⅰ之间的夹角为20°；所述模型本体外圈分度圆上设置有5个锥销孔Ⅰ，其中位于中心位置处的锥销孔Ⅰ与其两侧的两个锥销孔Ⅰ之间的夹角为20°，最外层的两个锥销孔Ⅰ与中心位置处锥销孔Ⅰ的夹角为60°。

优选的是，其中，所述铰链力矩天平的模型端设置有模型端圆柱孔，所述模型端圆柱孔的两侧对称开设有矩形槽；所述模型端上开设有锥度为1∶5的锥销孔Ⅲ，所述模型端上与锥销孔Ⅲ相对的一侧开设有圆柱通孔；

所述测量舵的转轴处设置有第一圆柱轴，所述第一圆柱轴的端面设置有第二圆柱轴，所述第二圆柱轴的端面设置有第三圆柱轴，所述第二圆柱轴的直径小于第一圆柱轴且大于第三圆柱轴；所述第三圆柱轴的两侧分别固定设置有矩形凸起，所述矩形凸起与模型端的矩形槽相适配；所述第三圆柱轴开设有锥度为1∶5的销孔，所述销孔最下端与第三圆柱轴线接近，所述销孔的下端开设有螺纹孔Ⅲ，所述螺纹孔Ⅲ和销孔将第三圆柱轴贯穿；所述铰链力矩天平与测量舵采用小间隙配合，测量舵的矩形凸起嵌入至铰链力矩天平的矩形槽中，所述铰链力矩天平与测量舵通过在锥销孔Ⅲ、销孔、螺纹孔Ⅲ装入螺纹销Ⅰ实现定位、紧固。

优选的是，其中，所述测量元件采用“曲回梁”形式，其结构包括：

两个测量梁Ⅰ，其关于铰链力矩天平左右对称面对称，所述测量梁Ⅰ靠近测量舵一端与铰链力矩天平的模型端相连，远离测量舵一端固定连接有截止板Ⅰ，所述测量梁Ⅰ的前后两端加工有半圆形槽；

四根测量梁Ⅱ，其关于铰链力矩天平中心对称，四根测量梁Ⅱ的外侧边构成四个直角，测量梁Ⅱ朝向测量梁Ⅰ的表面与测量梁Ⅰ的表面平行；每根测量梁Ⅱ的一端与截止板Ⅰ相接，另一端连接有截止板Ⅱ；

两根测量梁Ⅲ，其对称设置在所述测量梁Ⅰ的两侧，所述测量梁Ⅲ靠近测量舵一端与截止板Ⅱ相连，远离测量舵一端与铰链力矩天平固定端相连，所述测量梁Ⅱ朝向测量梁Ⅲ的表面与测量梁Ⅲ的左右表面平行。

优选的是，其中，所述截止板Ⅰ与铰链力矩天平固定端之间，截止板Ⅱ与铰链力矩模型端之间均保持有间隙。

优选的是，其中，所述铰链力矩天平的测量元件中心位置开设有圆孔，所述圆孔开设至铰链力矩天平固定端的前端面。

一种天平与舵面同时偏转角度的试验装置的使用方法，包括以下步骤：

步骤一、试验前将测量舵与铰链力矩天平组装完毕；

步骤二、根据当次试验所要求的的舵偏角，将测量舵与铰链力矩天平的组合体与模型本体上的锥销孔Ⅰ对齐安装；为了方便说明，将铰链力矩天平上的锥销孔Ⅱ编号如下，从测量舵向模型本体看去，扇形法兰面外圈的3个锥销孔Ⅱ从左往右依次记为b1、b2、b3，扇形法兰面内圈的3个锥销孔Ⅱ依次记为b4、b5、b6，模型本体外圈的5个锥销孔Ⅰ从左往右依次记为m1、m2、m3、m4、m4，模型本体内圈的8个锥销孔Ⅰ从左往右依次记为m6、m7、m8、m9、m10、m11、m12、m13；将测量舵需要达到的舵偏角、锥销孔Ⅱ和锥销孔Ⅰ的对齐关系定义为一组数对(α，bi，mj)，其中α表示测量舵需要达到的舵偏角，bi和bj表示编号为bi的锥销孔Ⅱ和与其对齐的锥销孔Ⅰ；则测量舵需要达到的舵偏角，以及锥销孔Ⅱ与锥销孔Ⅰ对齐关系具体如下：(﹣30°，b5，m8)、(﹣25°，b4，m6)、(﹣20°，b2，m2)、(﹣15°，b1，m1)、(﹣10°，b5，m9)、(﹣5°，b4，m7)、(0，b2，m3)、(5°，b6，m3)、(10°，b5，m10)、(15°，b3，m7)、(20°，b2，m4)、(25°，b6，m13)、(30°，b5，m11)；

步骤三、用螺栓穿过模型本体圆柱孔中心后将铰链力矩天平拉住；

步骤四、在相应对齐的锥销孔Ⅰ和锥销孔Ⅱ处安装螺纹销Ⅰ；

步骤五、将螺栓拉紧；

步骤六、检查铰链力矩天平是否正常；

步骤七、确认铰链力矩天平状态后，安装试验所需的其他附件；

步骤八、开展试验；

步骤九、试验结束后，取出螺纹销Ⅰ；

步骤十、将螺栓拧松，转动天平组合体，直到测量舵转动至下一次试验所需位置，重复步骤四～步骤八，直至完成全部试验。

本发明至少包括以下有益效果：本发明提供的天平与舵面同时偏转角度的试验装置设计方法，能够在轴向尺寸较小、径向尺寸较大的模型空间内，通过将铰链力矩天平的锥销孔Ⅱ与模型本体锥销孔Ⅰ对齐实现舵偏角的变换，避免了坐标系转换，提高了舵偏角变换效率。使用本发明的舵面安装定位方法，能够在径向尺寸较小的模型空间内，有效保证测量舵与铰链力矩天平的安装和定位；测量舵第一圆柱轴和第二圆柱轴阶梯型设计，与模型主体相应部分形成阶梯型缝隙有助于减少气流倒灌，降低铰链力矩天平温度效应，确保高马赫数条件下铰链力矩天平能够正常使用。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明提供的天平与舵面同时偏转角度的试验装置的结构示意图；

图2为铰链力矩天平的结构示意图；

图3为铰链力矩天平的正面结构示意图；

图4为铰链力矩天平的底部结构示意图；

图5为测量舵的结构示意图；

图6为测量舵和铰链力矩天平的组合体结构示意图；

图7为模型本体的结构示意图；

图8为螺纹销Ⅰ的结构示意图；

图9为螺纹销Ⅱ的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。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。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

如图1-9所示：本发明的一种天平与舵面同时偏转角度的试验装置，包括：

模型本体1，其上开设有直径14mm、深度为4mm的圆柱孔101，以圆柱孔101中心点为圆心的两个分度圆上分别开设有一圈锥销孔Ⅰ102，其中外圈分度圆直径为46mm，内圈分度圆直径为34mm；

铰链力矩天平，其结构包括：

模型端2，其下端整体加工有测量元件3，所述模型端2的上端通过螺纹销Ⅰ8定位、紧固有测量舵4；所述测量元件3的下端整体加工有固定端5；

所述固定端5设置有与测量元件同轴的扇形法兰面6，扇形法兰面6的直径为52mm，扇形角为116°，所述扇形法兰面6的对称面和对称面两侧45°夹角处各布置2个锥销孔Ⅱ61，两圈锥销孔Ⅱ61所在分度圆直径与两圈锥销孔Ⅰ102所在分度圆直径对应相等，即外圈分度圆直径为46mm，内圈分度圆直径为34mm，所述扇形法兰面6的底部设置有直径14mm、长度为3mm的圆柱段62，所述铰链力矩天平和模型本体1通过在对齐的锥销孔Ⅰ102和锥销孔Ⅱ61中装入螺纹销Ⅱ7定位、紧固。

工作原理：本发明提供的天平与舵面同时偏转角度的试验装置，将测量舵4固定安装在铰链力矩天平的模型端2，同时在铰链力矩天平的固定端5扇形法兰面6上开设两圈锥销孔Ⅱ61，在模型本体1上开设两圈锥销孔Ⅰ102，通过改变铰链力矩天平的锥销孔Ⅱ61与模型本体1锥销孔Ⅰ102对齐关系，实现舵偏角的变换，即将铰链力矩天平的圆柱段62穿入至模型本体1上的圆柱孔101，并在圆柱孔101中用螺栓将铰链力矩天平拉紧，然后将铰链力矩天平上任意一个锥销孔Ⅱ61和模型本体1上相应的锥销孔Ⅰ102对齐，通过在锥销孔Ⅰ102和锥销孔Ⅱ61中装入螺纹销Ⅱ7实现铰链力矩天平的固定，这样就可得到一个确定的目标舵偏角。

在上述技术方案中，所述模型本体1的圆柱孔101轴线与测量舵4的转轴同轴，所述圆柱孔101中心开设有直径为5.5mm的通孔1011，所述铰链力矩天平的圆柱段62中心位置设置有规格为M5的螺纹孔Ⅰ621，通过在螺纹孔Ⅰ621和通孔1011中装入螺栓，将铰链力矩天平与模型本体1固定拉紧。

在上述技术方案中，所述锥销孔Ⅰ102和锥销孔Ⅱ61的锥度为1∶10，所述锥销孔Ⅰ102的大端朝向铰链力矩天平一侧，且所述大端直径与锥销孔Ⅱ61的小径相等，大端深度为4mm，所述锥销孔Ⅰ102中开设有规格为M3的螺纹孔Ⅱ，螺纹孔Ⅱ深度为5mm；

所述模型本体1的内圈分度圆上等角度设置有8个锥销孔Ⅰ102，相邻两个锥销孔Ⅰ102之间的夹角为20°；所述模型本体1的外圈分度圆上设置有5个锥销孔Ⅰ102，其中位于中心位置处的锥销孔Ⅰ102与其两侧的两个锥销孔Ⅰ102之间的夹角为20°，最外层的两个锥销孔Ⅰ102与中心位置处锥销孔Ⅰ102的夹角为60°。

在上述技术方案中，所述铰链力矩天平的模型端2设置有模型端圆柱孔21，所述模型端圆柱孔21的两侧对称开设有矩形槽22；所述模型端2上开设有锥度为1∶5的锥销孔Ⅲ23，所述模型端2上与锥销孔Ⅲ23相对的一侧开设有圆柱通孔24；

所述测量舵4的转轴处设置有第一圆柱轴41，所述第一圆柱轴41的端面设置有第二圆柱轴42，所述第二圆柱轴42的端面设置有第三圆柱轴43，所述第二圆柱轴42的直径小于第一圆柱轴41且大于第三圆柱轴43；所述第三圆柱轴43的两侧分别固定设置有矩形凸起44，所述矩形凸起44与模型端2的矩形槽22相适配，且矩形凸起44的长边不超过第二圆柱轴42；所述第三圆柱43开设有锥度为1∶5的销孔431，所述销孔431最下端与第三圆柱轴43轴线接近，所述销孔431的下端开设有螺纹孔Ⅲ，所述螺纹孔Ⅲ和销孔431将第三圆柱轴43贯穿；所述铰链力矩天平与测量舵4采用小间隙配合，测量舵4的矩形凸起44嵌入至铰链力矩天平的矩形槽22中，第三圆柱轴43穿入至模型端圆柱孔21中，所述铰链力矩天平与测量舵4通过在锥销孔Ⅲ23、销孔431、螺纹孔Ⅲ装入螺纹销Ⅰ8实现定位、紧固。

在上述技术方案中，所述测量元件3采用“曲回梁”形式，其结构包括：

两个测量梁Ⅰ31，其关于铰链力矩天平左右对称面对称，所述测量梁Ⅰ31靠近测量舵4一端与铰链力矩天平的模型端2相连，远离测量舵4一端固定连接有截止板Ⅰ32，所述测量梁Ⅰ31的前后两端加工有半圆形槽；

四根测量梁Ⅱ33，其关于铰链力矩天平中心对称，四根测量梁Ⅱ33的外侧边构成四个直角，测量梁Ⅱ33朝向测量梁Ⅰ31的表面与测量梁Ⅰ31的表面平行；每根测量梁Ⅱ33的一端与截止板Ⅰ32相接，另一端连接有截止板Ⅱ34；

两根测量梁Ⅲ35，其对称设置在所述测量梁Ⅰ31的两侧，所述测量梁Ⅲ35靠近测量舵4一端与截止板Ⅱ34相连，远离测量舵4一端与铰链力矩天平的固定端5相连，所述测量梁Ⅱ33朝向测量梁Ⅲ35的表面与测量梁Ⅲ35的左右表面平行。

在上述技术方案中，所述截止板Ⅰ32与铰链力矩天平固定端5之间，截止板Ⅱ34与铰链力矩模型端2之间均保持有1mm左右的间隙。

在上述技术方案中，所述铰链力矩天平的测量元件3中心位置开设有圆孔，所述圆孔开设至铰链力矩天平固定端5的前端面。

一种天平与舵面同时偏转角度的试验装置的使用方法，包括以下步骤：

步骤一、试验前将测量舵4与铰链力矩天平组装完毕；

步骤二、根据当次试验所要求的的舵偏角，将测量舵与铰链力矩天平的组合体与模型本体上的锥销孔Ⅰ对齐安装；为了方便说明，将铰链力矩天平上的锥销孔Ⅱ编号如下，从测量舵向模型本体看去，扇形法兰面外圈的3个锥销孔Ⅱ从左往右依次记为b1、b2、b3，扇形法兰面内圈的3个锥销孔Ⅱ依次记为b4、b5、b6，模型本体外圈的5个锥销孔Ⅰ从左往右依次记为m1、m2、m3、m4、m4，模型本体内圈的8个锥销孔Ⅰ从左往右依次记为m6、m7、m8、m9、m10、m11、m12、m13；将测量舵需要达到的舵偏角、锥销孔Ⅱ和锥销孔Ⅰ的对齐关系定义为一组数对(α，bi，mj)，其中α表示测量舵需要达到的舵偏角，bi和bj表示编号为bi的锥销孔Ⅱ和与其对齐的锥销孔Ⅰ；则测量舵需要达到的舵偏角，以及锥销孔Ⅱ与锥销孔Ⅰ对齐关系具体如下：(﹣30°，b5，m8)、(﹣25°，b4，m6)、(﹣20°，b2，m2)、(﹣15°，b1，m1)、(﹣10°，b5，m9)、(﹣5°，b4，m7)、(0，b2，m3)、(5°，b6，m3)、(10°，b5，m10)、(15°，b3，m7)、(20°，b2，m4)、(25°，b6，m13)、(30°，b5，m11)，将上述数对用表格表示如下：

角度(°)	锥销孔Ⅱ编号	锥销孔Ⅰ编号
			-30	b5	m8
-25	b4	m6
			-20	b2	m2
-15	b1	m1
			-10	b5	m9
-5	b4	m7
			0	b2	m3
5	b6	m12
			10	b5	m10
15	b3	m5
			20	b2	m4
25	b6	m13
			30	b5	m11

步骤三、用螺栓穿过模型本体圆柱孔中心后将铰链力矩天平拉住；

步骤四、在相应对齐的锥销孔Ⅰ和锥销孔Ⅱ处安装螺纹销Ⅰ；

步骤五、将螺栓拉紧；

步骤六、检查铰链力矩天平是否正常；

步骤七、确认铰链力矩天平状态后，安装试验所需的其他附件；

步骤八、开展试验；

步骤九、试验结束后，取出螺纹销Ⅰ；

步骤十、将螺栓拧松，转动天平组合体，直到测量舵转动至下一次试验所需位置，重复步骤四～步骤八，直至完成全部试验。

这里说明的设备数量和处理规模是用来简化本发明的说明的。对本发明的应用、修改和变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (7)

1.一种天平与舵面同时偏转角度的试验装置，其特征在于，包括：

模型本体，其上开设有圆柱孔，以圆柱孔中心点为圆心的两个分度圆上分别开设有一圈锥销孔Ⅰ；

铰链力矩天平，其结构包括：

模型端，其下端整体加工有测量元件，所述模型端的上端通过螺纹销Ⅰ定位、紧固有测量舵；所述测量元件的下端整体加工有固定端；

所述固定端设置有与测量元件同轴的扇形法兰面，所述扇形法兰面的对称面和对称面两侧45°夹角处各布置2个锥销孔Ⅱ，两圈锥销孔Ⅱ所在分度圆直径与两圈锥销孔Ⅰ所在分度圆直径对应相等，所述扇形法兰面的底部设置有圆柱段，所述铰链力矩天平和模型本体通过在对齐的锥销孔Ⅰ和锥销孔Ⅱ中装入螺纹销Ⅱ实现定位、紧固；

将测量舵固定安装在铰链力矩天平的模型端，同时在铰链力矩天平的固定端扇形法兰面上开设两圈锥销孔Ⅱ，在模型本体上开设两圈锥销孔Ⅰ，通过改变铰链力矩天平的锥销孔Ⅱ与模型本体锥销孔Ⅰ对齐关系，实现舵偏角的变换，即将铰链力矩天平的圆柱段穿入至模型本体上的圆柱孔，并在圆柱孔中用螺栓将铰链力矩天平拉紧，然后将铰链力矩天平上任意一个锥销孔Ⅱ和模型本体上相应的锥销孔Ⅰ对齐，通过在锥销孔Ⅰ和锥销孔Ⅱ中装入螺纹销Ⅱ实现铰链力矩天平的固定，这样就可得到一个确定的目标舵偏角；

天平与舵面同时偏转角度的试验装置的使用方法，包括以下步骤：

步骤一、试验前将测量舵与铰链力矩天平组装完毕；

步骤二、根据当次试验所要求的的舵偏角，将测量舵与铰链力矩天平的组合体与模型本体上的锥销孔Ⅰ对齐安装；将铰链力矩天平上的锥销孔Ⅱ编号如下，从测量舵向模型本体看去，扇形法兰面外圈的3个锥销孔Ⅱ从左往右依次记为b1、b2、b3，扇形法兰面内圈的3个锥销孔Ⅱ依次记为b4、b5、b6，模型本体外圈的5个锥销孔Ⅰ从左往右依次记为m1、m2、m3、m4、m4，模型本体内圈的8个锥销孔Ⅰ从左往右依次记为m6、 m7、 m8、 m9、 m10、 m11、 m12、m13；将测量舵需要达到的舵偏角、锥销孔Ⅱ和锥销孔Ⅰ的对齐关系定义为一组数对（α，bi，mj），其中α表示测量舵需要达到的舵偏角，bi和bj表示编号为bi的锥销孔Ⅱ和与其对齐的锥销孔Ⅰ；则测量舵需要达到的舵偏角，以及锥销孔Ⅱ与锥销孔Ⅰ对齐关系具体如下：（﹣30°，b5，m8）、（﹣25°，b4，m6）、（﹣20°，b2，m2）、（﹣15°，b1，m1）、（﹣10°，b5，m9）、（﹣5°，b4，m7）、（0，b2，m3）、（5°，b6，m3）、（10°，b5，m10）、（15°，b3，m7）、（20°，b2，m4）、（25°，b6，m13）、（30°，b5，m11）；

步骤三、用螺栓穿过模型本体圆柱孔中心后将铰链力矩天平拉住；

步骤四、在相应对齐的锥销孔Ⅰ和锥销孔Ⅱ处安装螺纹销Ⅰ；

步骤五、将螺栓拉紧；

步骤六、检查铰链力矩天平是否正常；

步骤七、确认铰链力矩天平状态后，安装试验所需的其他附件；

步骤八、开展试验；

步骤九、试验结束后，取出螺纹销Ⅰ；

步骤十、将螺栓拧松，转动天平组合体，直到测量舵转动至下一次试验所需位置，重复步骤四~步骤八，直至完成全部试验。

2.如权利要求1所述的天平与舵面同时偏转角度的试验装置，其特征在于，所述模型本体的圆柱孔轴线与测量舵的转轴同轴，所述圆柱孔中心开设有通孔，所述铰链力矩天平的圆柱段中心位置设置有螺纹孔Ⅰ，所述铰链力矩天平与模型本体通过螺栓拉紧。

3.如权利要求1所述的天平与舵面同时偏转角度的试验装置，其特征在于，所述锥销孔Ⅰ和锥销孔Ⅱ的锥度为1∶10，所述锥销孔Ⅰ的大端朝向铰链力矩天平一侧，且所述大端直径与锥销孔Ⅱ的小径相等，所述锥销孔Ⅰ中开设有螺纹孔Ⅱ；

所述模型本体内圈分度圆上等角度设置有8个锥销孔Ⅰ，相邻两个锥销孔Ⅰ之间的夹角为20°；所述模型本体外圈分度圆上设置有5个锥销孔Ⅰ，其中位于中心位置处的锥销孔Ⅰ与其两侧的两个锥销孔Ⅰ之间的夹角为20°，最外层的两个锥销孔Ⅰ与中心位置处锥销孔Ⅰ的夹角为60°。

4.如权利要求1所述的天平与舵面同时偏转角度的试验装置，其特征在于，所述铰链力矩天平的模型端设置有模型端圆柱孔，所述模型端圆柱孔的两侧对称开设有矩形槽；所述模型端上开设有锥度为1∶5的锥销孔Ⅲ，所述模型端上与锥销孔Ⅲ相对的一侧开设有圆柱通孔；

所述测量舵的转轴处设置有第一圆柱轴，所述第一圆柱轴的端面设置有第二圆柱轴，所述第二圆柱轴的端面设置有第三圆柱轴，所述第二圆柱轴的直径小于第一圆柱轴且大于第三圆柱轴；所述第三圆柱轴的两侧分别固定设置有矩形凸起，所述矩形凸起与模型端的矩形槽相适配；所述第三圆柱轴开设有锥度为1∶5的销孔，所述销孔最下端与第三圆柱轴线接近，所述销孔的下端开设有螺纹孔Ⅲ，所述螺纹孔Ⅲ和销孔将第三圆柱轴贯穿；所述铰链力矩天平与测量舵采用小间隙配合，测量舵的矩形凸起嵌入至铰链力矩天平的矩形槽中，所述铰链力矩天平与测量舵通过在锥销孔Ⅲ、销孔、螺纹孔Ⅲ装入螺纹销Ⅰ实现定位、紧固。

5.如权利要求1所述的天平与舵面同时偏转角度的试验装置，其特征在于，所述测量元件采用“曲回梁”形式，其结构包括：

两个测量梁Ⅰ，其关于铰链力矩天平左右对称面对称，所述测量梁Ⅰ靠近测量舵一端与铰链力矩天平的模型端相连，远离测量舵一端固定连接有截止板Ⅰ，所述测量梁Ⅰ的前后两端加工有半圆形槽；

四根测量梁Ⅱ，其关于铰链力矩天平中心对称，四根测量梁Ⅱ的外侧边构成四个直角，测量梁Ⅱ朝向测量梁Ⅰ的表面与测量梁Ⅰ的表面平行；每根测量梁Ⅱ的一端与截止板Ⅰ相接，另一端连接有截止板Ⅱ；

两根测量梁Ⅲ，其对称设置在所述测量梁Ⅰ的两侧，所述测量梁Ⅲ靠近测量舵一端与截止板Ⅱ相连，远离测量舵一端与铰链力矩天平固定端相连，所述测量梁Ⅱ朝向测量梁Ⅲ的表面与测量梁Ⅲ的左右表面平行。

6.如权利要求5所述的天平与舵面同时偏转角度的试验装置，其特征在于，所述截止板Ⅰ与铰链力矩天平固定端之间，截止板Ⅱ与铰链力矩模型端之间均保持有间隙。

7.如权利要求1所述的天平与舵面同时偏转角度的试验装置，其特征在于，所述铰链力矩天平的测量元件中心位置开设有圆孔，所述圆孔开设至铰链力矩天平固定端的前端面。

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