RU174813U1

RU174813U1 - The loading unit for testing aerodynamic models on the bench

Info

Publication number: RU174813U1
Application number: RU2017106732U
Authority: RU
Inventors: Олег Евгеньевич Барышников; Владимир Дмитриевич Вермель; Александр Вячеславович Левицкий; Сергей Яковлевич Севостьянов; Антон Олегович Шардин; Леонид Леонидович Чернышев
Priority date: 2017-03-01
Filing date: 2017-03-01
Publication date: 2017-11-03

Abstract

Полезная модель относится к области экспериментальной аэродинамики летательных аппаратов и может быть использована при исследованиях на стенде вне аэродинамических труб характеристик аэродинамических моделей (АДМ).Узел нагружения для испытания аэродинамических моделей на стенде, содержащий установленный на стенде имитирующий нагрузку привод, соединенный с отклоняемой рулевой поверхностью, содержит рычаг, на одном конце которого размещена ось с роликами, другой конец рычага закреплен на отклоняемой рулевой поверхности, платформы с направляющими для роликов и пальцами, на которых закреплены имитирующие нагрузку пружины растяжения, стойки с пазами для перемещения пальцев и кронштейны для крепления к стенду.Появилась возможность сократить число дорогостоящих экспериментов в аэродинамической трубе, заменив их проведением экспериментов на стенде, оснащенном представленным в заявке узлом нагружения. 5 ил.The utility model relates to the field of experimental aerodynamics of aircraft and can be used to study the characteristics of aerodynamic models (ADM) at a test bench outside wind tunnels. A loading unit for testing aerodynamic models on a test bench containing a drive simulating a load connected to a deflected steering surface, contains a lever, on one end of which an axis with rollers is placed, the other end of the lever is fixed on a deflectable steering surface, platforms with guides for rollers and fingers on which load-bearing tension springs are mounted, racks with grooves for moving fingers and brackets for attaching to the stand. It became possible to reduce the number of expensive experiments in a wind tunnel by replacing them with experiments on a stand equipped with the loading unit presented in the application . 5 ill.

Description

Полезная модель относится к области экспериментальной аэродинамики летательных аппаратов и может быть использована при исследованиях на стенде вне аэродинамических труб характеристик аэродинамических моделей (АДМ).The utility model relates to the field of experimental aerodynamics of aircraft and can be used in studies on the stand outside the wind tunnels of the characteristics of aerodynamic models (ADM).

Узел нагружения является составной частью стенда, предназначенного для отработки кинематики управляющих механизмов отклонения рулевых поверхностей аэродинамической модели самолета, и служит для создания имитирующей нагрузки, действующей на отклоняемую поверхность в процессе экспериментальных исследований в аэродинамической трубе. Использование изобретения позволит определять характеристики аэродинамических моделей без дорогостоящих экспериментальных исследований в аэродинамических трубах.The loading unit is an integral part of the stand designed to work out the kinematics of the control mechanisms for deflecting the steering surfaces of the aerodynamic model of the aircraft, and serves to create a simulating load acting on the deflected surface during experimental studies in the wind tunnel. Using the invention will allow to determine the characteristics of aerodynamic models without expensive experimental studies in wind tunnels.

Известно гидравлическое устройство для нагружения механического типа с использованием пружин (патент RU 2330195, F16J 1/10, F15В 19/00, F15В 15/14, 2008), содержащее цилиндр, поршни, шток, стопорные кольца, регулировочную гайку, пружину, эластичные кольца, регулирующие упоры, полость, заполненную консистентной смазкой, переменную динамическую нагрузку создают одной пружиной при перемещении штока «на выпуск» и «на уборку», регулировку люфтов осуществляют регулировочной гайкой. Основной недостаток состоит в том, что усилие передается линейно вдоль одной оси, так как шток движется внутри цилиндра.A hydraulic device is known for loading mechanical type using springs (patent RU 2330195, F16J 1/10, F15В 19/00, F15В 15/14, 2008), containing a cylinder, pistons, rod, retaining rings, adjusting nut, spring, elastic rings , regulating stops, a cavity filled with grease, a variable dynamic load is created by a single spring when moving the rod “to the outlet” and “to clean”, the backlash is adjusted with the adjusting nut. The main disadvantage is that the force is transmitted linearly along one axis, since the rod moves inside the cylinder.

Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является узел нагружения (патент RU 49591 U1, F15B 15/26, 2006), содержащий корпус, шток, две пружины, крышки, эластичные упругие кольца, упоры и рабочую жидкость. Основной недостаток состоит в том, что усилие передается линейно вдоль одной оси, так как шток движется внутри цилиндра.The closest technical solution adopted for the prototype is a loading unit (patent RU 49591 U1, F15B 15/26, 2006) containing a body, a rod, two springs, covers, elastic elastic rings, stops and working fluid. The main disadvantage is that the force is transmitted linearly along one axis, since the rod moves inside the cylinder.

Задачей и техническим результатом предлагаемой полезной модели является создание узла нагружения не только имитирующего нагрузки, приблизительно равные действующим на отклоняемую рулевую поверхность аэродинамической модели самолета (интерцептор, элерон, тормозной щиток) в процессе экспериментальных исследований в аэродинамической трубе, но и позволяющие отклоняемой рулевой поверхности аэродинамической модели самолета (интерцептор, элерон, тормозной щиток) поворачиваться относительно своей оси на положительные и отрицательные углы согласно программе испытаний.The objective and technical result of the proposed utility model is to create a loading unit not only simulating loads that are approximately equal to those acting on the deflected steering surface of the aerodynamic model of the aircraft (interceptor, aileron, brake flap) during experimental studies in the wind tunnel, but also allowing the deflected steering surface of the aerodynamic model aircraft (interceptor, aileron, brake flap) rotate about its axis by positive and negative angles s according to the test program.

Решение задачи и технический результат достигаются тем, что узел нагружения для испытания аэродинамических моделей на стенде, содержащий установленный на стенде имитирующий нагрузку привод, соединенный с отклоняемой рулевой поверхностью, содержит рычаг, на одном конце которого размещена ось с роликами, другой конец рычага закреплен на отклоняемой рулевой поверхности, платформы с направляющими для роликов и пальцами, на которых закреплены имитирующие нагрузку пружины растяжения, стойки с пазами для перемещения пальцев и кронштейны для крепления к стенду.The solution of the problem and the technical result are achieved by the fact that the loading unit for testing aerodynamic models on the bench, containing a drive simulating the load, connected to the deflectable steering surface, contains a lever, on one end of which there is an axis with rollers, the other end of the lever is fixed on the deflected steering surface, platforms with guides for rollers and fingers on which load-bearing tension springs are mounted, racks with grooves for moving fingers and brackets for attachment to the stand.

На фигуре 1 показан узел нагружения, установленный на закрепленное на стенде исследуемое крыло с отклоняемой рулевой поверхностью (интерцептором, элероном, тормозным щитком).The figure 1 shows the loading unit mounted on a test wing mounted on a stand with a deflectable steering surface (interceptor, aileron, brake flap).

На фигуре 2 показан отклоняемая рулевая поверхностью (интерцептор, элерон, тормозной щиток) с местом под крепление рычага.The figure 2 shows the tilt steering surface (spoiler, aileron, brake flap) with a place for mounting the lever.

На фигурах 3 и 4 показана конструкция узла нагружения.In figures 3 and 4 shows the design of the loading unit.

На фигуре 5 показано перемещение рычага, закрепленного на оси с двумя роликами по вертикальным и горизонтальным направляющим.The figure 5 shows the movement of the lever mounted on an axis with two rollers along the vertical and horizontal guides.

Узел нагружения 1 установлен на стенде 10 (фигура 1). с исследуемым крылом 12, рычаг 3 закреплен в пазу 15, выполненном на отклоняемой рулевой поверхности (интерцепторе, элероне, тормозном щитке) 13 (фигура 2).The loading unit 1 is installed on the stand 10 (figure 1). with the studied wing 12, the lever 3 is fixed in the groove 15, made on a deflectable steering surface (spoiler, aileron, brake flap) 13 (figure 2).

Узел нагружения 1 состоит из двух стоек 2 с вертикальными направляющими (пазами), привода, включающего рычаг 3 с осью 4 и двумя роликами 5, зажатыми между нижней 6 и верхней 7 платформами с горизонтальными направляющими 8, одна из платформ постоянно закреплена (она упирается пальцами 14 в концы пазов, выполненные в стойках 2 узла нагружения), (смотри фигуры 3 и 4) в любом случае перемещается только одна платформа, узел нагружения 1 крепится при помощи кронштейнов 9 к силовому каркасу стенда 10. Пружины 11 имитируют нагрузку, действующую на отклоняемые рулевые поверхности аэродинамической модели самолета (интерцептор, элерон, тормозной щиток) в процессе экспериментальных исследований в аэродинамической трубе.The loading unit 1 consists of two racks 2 with vertical guides (grooves), a drive including a lever 3 with an axis 4 and two rollers 5, sandwiched between the lower 6 and upper 7 platforms with horizontal guides 8, one of the platforms is permanently fixed (it is supported by fingers 14 to the ends of the grooves made in the racks 2 of the loading unit), (see figures 3 and 4) in any case, only one platform moves, the loading unit 1 is attached using brackets 9 to the power frame of the stand 10. The springs 11 simulate the load acting on deflected R Left model aircraft aerodynamic surface (spoiler, aileron, speed brake) during experimental research in the wind tunnel.

Работа узла нагружения 1 происходит следующим образом: при отклонении рулевой поверхности 13 (интерцептора, элерона, тормозного щитка) на положительный угол фиксируют положение нижней платформы 6 (пальцы 14 нижней платформы упираются в концы пазов, выполненных в стойках 2 узла нагружения), в этом случае перемещается только верхняя платформа. Рычаг 3 жестко закреплен и весь привод (рычаг 3, ось 4, ролики 5) прижат к верхней платформе 7, платформа 7 скользит пальцами 14 по вертикальным направляющим (пазам) в стойке 2, одновременно ролики 5 перемещаются по горизонтальным направляющим 8 верхней платформы 7 на величину а. Пружины 11 растягиваются и передают через рычаг нагрузку на отклоняемую рулевую поверхность (интерцептор, элерон, тормозной щиток) 13. При отклонении рулевой поверхности на заданные углы (от нулевого до крайнего положения) происходит поступательное наращивание действующей на нее нагрузки. Максимальное значение нагрузки достигается на критическом (крайнем) значении угла δ (смотри фигуру 5), также как это происходит в аэродинамической трубе. При повороте рулевой поверхности в отрицательном диапазоне углов, наоборот, пальцами 14 фиксируют в пазах положение верхней платформы 7, а нижняя платформа 6 свободно перемещается. Пружины 11 узла нагружения 1 изготавливались с учетом всех требований к передаваемой ими нагрузки на испытываемую рулевую поверхность.The operation of the loading unit 1 is as follows: when the steering surface 13 (interceptor, aileron, brake flap) is deflected by a positive angle, the position of the lower platform 6 is fixed (the fingers 14 of the lower platform abut against the ends of the grooves made in the struts 2 of the loading unit), in this case only the upper platform moves. The lever 3 is rigidly fixed and the entire drive (lever 3, axis 4, rollers 5) is pressed against the upper platform 7, the platform 7 slides its fingers 14 along the vertical guides (grooves) in the rack 2, at the same time the rollers 5 are moved along the horizontal guides 8 of the upper platform 7 on value a. The springs 11 are stretched and transmit through the lever the load on the deflected steering surface (spoiler, aileron, brake flap) 13. When the steering surface is deflected by the specified angles (from zero to the extreme position), the progressive increase in the load acting on it occurs. The maximum value of the load is reached at the critical (extreme) value of the angle δ (see figure 5), just as it happens in a wind tunnel. When you turn the steering surface in the negative range of angles, on the contrary, with your fingers 14 fix the position of the upper platform 7 in the grooves, and the lower platform 6 moves freely. The springs 11 of the loading unit 1 were made taking into account all the requirements for the transmitted load on the tested steering surface.

Для определения соответствия нагрузки при повороте рулевой поверхности 13 на каждом фиксированном угле отклонения рулевой поверхности дополнительно проводился расчет соответствия усилий от пружин, усилиям, действующим на отклоняемую рулевую поверхность 13 при эксперименте в аэродинамической трубе.To determine the correspondence of the load when the steering surface 13 is rotated, at each fixed angle of deviation of the steering surface, an additional calculation was made of the correspondence of the forces from the springs and the forces acting on the deflectable steering surface 13 during an experiment in a wind tunnel.

Ряд проведенных экспериментов показал соответствие нагрузки при повороте рулевой поверхности 13 на различные фиксированные углы отклонения рулевой поверхности усилиям, действующим на отклоняемую рулевую поверхность 13 при эксперименте в аэродинамической трубе. Таким образом решена задача создания узла нагружения имитирующего нагрузки, приблизительно равные действующим на отклоняемую рулевую поверхность аэродинамической модели самолета (интерцептор, элерон, тормозной щиток) в процессе экспериментальных исследований в аэродинамической трубе. Поэтому появилась возможность сократить число дорогостоящих экспериментов в аэродинамической трубе, заменив их проведением экспериментов на стенде, оснащенном представленным в заявке узлом нагружения.A number of experiments conducted showed the correspondence of the load when the steering surface 13 is rotated by various fixed angles of deviation of the steering surface to the forces acting on the deflected steering surface 13 during an experiment in a wind tunnel. Thus, the task of creating a load simulating load unit, approximately equal to those acting on the deflected steering surface of the aerodynamic model of the aircraft (interceptor, aileron, brake flap) during experimental studies in a wind tunnel, was solved. Therefore, it became possible to reduce the number of expensive experiments in a wind tunnel by replacing them with experiments at a stand equipped with a loading unit presented in the application.

Claims

A loading unit for testing aerodynamic models on a bench, comprising a load-simulating drive connected to a tilted steering surface, characterized in that it contains a lever, on one end of which an axis with rollers is placed, the other end of the lever is mounted on a tilted steering surface, platforms with guides for rollers and fingers on which load-bearing tensile springs are simulated.