RU2681251C1 - Устройство измерения шарнирного момента отклоняемой поверхности - Google Patents
Устройство измерения шарнирного момента отклоняемой поверхности Download PDFInfo
- Publication number
- RU2681251C1 RU2681251C1 RU2018113401A RU2018113401A RU2681251C1 RU 2681251 C1 RU2681251 C1 RU 2681251C1 RU 2018113401 A RU2018113401 A RU 2018113401A RU 2018113401 A RU2018113401 A RU 2018113401A RU 2681251 C1 RU2681251 C1 RU 2681251C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- deflected
- strain
- measuring
- gauge
- weigher
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M9/00—Aerodynamic testing; Arrangements in or on wind tunnels
- G01M9/02—Wind tunnels
- G01M9/04—Details
Abstract
Изобретение относится к области аэромеханических измерений и может быть использовано для измерения шарнирных моментов, действующих на органы управления и взлетно-посадочную механизацию аэродинамических моделей летательных аппаратов в потоке аэродинамической трубы. Устройство содержит механизм управления отклоняемой поверхностью, построенные по двухбалочной схеме тензовесы, включающие измерительную головку и хвостовик. Тензовесы установлены на отклоняемой поверхности, измерительная головка тензовесов жестко прикреплена к отклоняемой поверхности и расположена на ее оси вращения. Хвостовик тензовесов соединен с механизмом управления отклоняемой поверхностью посредством вилки. Технический результат заключается в возможности измерения шарнирного момента на отклоняемых поверхностях аэродинамических моделей при непрерывном управлении отклонением в аэродинамическом эксперименте. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.
Description
Изобретение относится к области аэромеханических измерений и может быть использовано для измерения шарнирных моментов, действующих на органы управления и взлетно-посадочную механизацию аэродинамических моделей летательных аппаратов в потоке аэродинамической трубы.
Для измерения шарнирных моментов, действующих на модели с различными углами установок органов управления (элеронов, интерцепторов, воздушных тормозов и других отклоняемых элементов моделей летательных аппаратов в потоке аэродинамической трубы применяются однокомпонентные тензовесы. Данная технология выполнения эксперимента описана в Руководстве для конструкторов (РДК-43). Том 1. Аэродинамика. Гидромеханика. Прочность. Издательство Бюро новой техники, 1943 г.Однокомпонентные тензовесы для измерения шарнирного момента, действующего на органы управления и взлетно-посадочную механизацию аэродинамических моделей в целом описаны в целом ряде изобретений: а.с. SU №142159 Аэродинамические весы МПК G01M 9/06 опубликовано 01.01.1961 г.;
а.с. SU №147823 Однокомпонентные аэродинамические весы МПК GO 1G21/10 опубликовано 01.01.1962 г.;
а.с. SU №152744 Тензодинамометрический прибор МПК G01M 9/06 G0L5/16 опубликовано 01.01.1963 г.;
Основной недостаток представленных тензовесов, состоит в том, что данные изделия из-за их конструктивных особенностей невозможно разместить внутри отклоняемой поверхности (габариты не позволяют).
Прототипом является устройство измерения шарнирного момента отклоняемой поверхности включающее в себя однокомпонентные внутримодельные тензовесы (см. рис. 7 стр. 17, статья А.В. Левицкого, С.Я. Севостьянова «Система дистанционного управления отклоняемыми поверхностями аэродинамической модели самолета для трубных испытаний», «Труды ЦАГИ», выпуск 2719, Издательский отдел ЦАГИ, Москва, 2013 г.) для измерения шарнирного момента, действующего на органы управления закрепленные на оси вращения отклоняемого органа управления и полуось (фиг. 1). На фигуре 1 показаны однокомпонентные тензовесы 3, закрепленные на полуоси вращения 4 отклоняемого органа управления 2. Хвостовик 8 закреплен на консоли крыла, измерительная головка закреплена на оси вращения 4 отклоняемого органа управления, полуось вращения 4 отклоняемого органа управления установлена в блок подшипников 5, закрепленный в платформе 6, платформа закреплена на крыле 1. Установку на требуемый угол отклонения производят ослаблением винтов головки 7 тензовесов 3 и поворотом отклоняемого органа управления 2, совместно с жестко прикрепленной к нему полуосью вращения 4 отклоняемого органа управления. Нагрузка, действующая на орган управления 2 передается через полуось 4, закрепленную в головке тензовесов 7 на элемент упругой балки 9, с наклеенными тензорезисторами (не показаны) преобразующими деформацию упругой балки в электрические сигналы.
Основной недостаток данного устройства измерения шарнирного момента отклоняемой поверхности, состоит в том, что для проведения цикла испытаний модели с различными углами установок органов управления приходиться неоднократно проводить целый ряд вспомогательных работ по подготовке трубы к каждому отдельному эксперименту (наддув, охлаждение, вакуумирование, сброс давления и т.д.), в котором устанавливается одно положение (вариант установки) рулевой поверхности из программы испытаний, испытания прерываются, необходимая перестановка тензовесов с исследуемой рулевой поверхностью на требуемый угол приводит к потерям времени и существенному затягиванию эксперимента.
Задачей и техническим результатом предлагаемого изобретения является включение тензометрических весов в состав конструкции отклоняемой поверхности как поворотной оси, что дает возможность измерения шарнирного момента на отклоняемых поверхностях аэродинамических моделей при непрерывном управлении отклонением в аэродинамическом эксперименте.
Решение задачи и технический результат достигаются тем, что в устройстве измерения шарнирного момента отклоняемой поверхности, содержащем механизм управления отклоняемой поверхностью, построенные по двухбалочной схеме тензовесы, включающие измерительную головку и хвостовик, тензовесы установлены на отклоняемой поверхности, измерительная головка тензовесов жестко прикреплена к отклоняемой поверхности и расположена на ее оси вращения, а хвостовик тензовесов соединен с механизмом управления отклоняемой поверхностью. Хвостовик тензовесов, соединен с механизмом управления отклоняемой поверхностью посредством вилки.
На фигуре 1 показаны однокомпонентные тензовесы, закрепленные на полуоси вращения отклоняемого органа управления.
На фигуре 2 показано устройство измерения шарнирного момента отклоняемой поверхности: компактные однокомпонентные тензовесы, обладающих высокой жесткостью, и механизм управления отклоняемой поверхностью.
На фигуре 3 показаны отклоняемый орган управления и закрепленные на его оси подвижные однокомпонентные тензовесы.
На фигуре 4 и 5 показаны подвижные однокомпонентные компактные тензовесы, предназначенные для измерения шарнирного момента Mz, действующего на орган управления аэродинамической модели и схема размещения тензорезисторов, расположенных на упругих балках тензовесов.
На фигуре 6 показана схема электрических соединений подвижных однокомпонентных тензовесов для измерения шарнирного момента Mz.
Устройство измерения шарнирного момента отклоняемой поверхности состоит из компактных однокомпонентных тензовесов, обладающих высокой жесткостью и механизма управления отклоняемой поверхностью. Подвижные тензометрические весы 3 конструктивно состоят из следующих элементов: измерительной головки 7 и хвостовика 8, связанных между собой системой упруго-чувствительных балок 9, на поверхность двух упруго-чувствительных балок 9 тензовесов 3 наклеены четыре электрических тензорезистора 10 (см. фиг 3, 4, 5). Деформации чувствительных элементов (балок) 9 и наклеенных на них тензорезисторов 10 преобразуются в электрический сигнал, генерируемый электрическими тензорезисторами 10, по которому отслеживается уровень деформаций балок 9. Подвижные однокомпонентные компактные тензовесы 3 (см. фиг. 3) размещены на оси вращения 17 органа управления 2. Крепление тензовесов 3 на органе управления 2 осуществляется за счет конусного соединения между тензовесами 3 и кронштейном 15, затяжка конического соединения производится посредством винта 16. Петли 11 с подшипниками 5 закреплены на консоли крыла, полуоси вращения органа управления 4 совпадают с осями подшипников 5 петель 11 (см. фиг. 2). Измерительная головка 7 тензовесов 3 жестко закреплена на оси вращения рулевой поверхности 17, совпадающая с полуосями вращения 4, орган управления 2 поворачивается в петлях 11, закрепленных на консоли крыла 1 аэродинамической модели, хвостовик же тензовесов 8, через вилку 12 крепится к передаточной тяге 13, которая, в свою очередь, связана с управляющим приводом 14. Управляющий привод 14 создает необходимые усилия для отклонения исследуемой аэродинамической поверхности 2 и передает необходимые усилия через передаточную тягу 13 на вилку 12 жестко закрепленную на хвостовике 8 тензометрических весов 3. Исследуемая аэродинамическая поверхность 2 поворачивается на требуемый угол, согласно программе испытаний (см. фиг. 2, 3). Принцип действия подвижных компактных тензовесов иллюстрируется фигурами 3-6. Под действием аэродинамических нагрузок упруго-чувствительные балки 9 тензовесов 3 деформируются. Тензорезисторы 10 (R1-R4), деформируясь вместе с упругими элементами, изменяют свое сопротивление (увеличивают при растяжении и уменьшают при сжатии). На фигурах 4, 5 показана схема наклейки тензорезисторов 10 на балки 9 тензовесов 3.
Измерение шарнирного момента Mz осуществляется относительно моментной точки тензовесов, расположенной в середине упругих балок, при помощи тензорезисторов 10 - Rl, R2, R3, R4 (см. фиг. 4-6), расположенных на внешних поверхностях измерительных балок 9. Измерительная аппаратура по изменению сопротивления тензорезисторов 10 позволяют определить деформации упругих элементов 9, а зная величину деформаций, можно определить шарнирный момент действующий на орган управления 2.
Разработанное устройство измерения шарнирного момента на отклоняемой поверхности позволяет измерять шарнирный момент, действующий на отклоняемую поверхность в любой момент времени при повороте отклоняемой поверхности на требуемый угол согласно программе испытаний
Введение в конструкцию аэродинамических моделей устройства измерения шарнирного момента отклоняемой поверхности может дать существенное сокращение временных затрат на проведение исследований. Одновременно с сокращением продолжительности эксперимента можно получить значительную экономию средств, затрачиваемых на испытания.
Claims (2)
1. Устройство измерения шарнирного момента отклоняемой поверхности, содержащее механизм управления отклоняемой поверхностью, построенные по двухбалочной схеме тензовесы, включающие измерительную головку и хвостовик, отличающееся тем, что тензовесы установлены на отклоняемой поверхности, измерительная головка тензовесов жестко прикреплена к отклоняемой поверхности и расположена на ее оси вращения, а хвостовик тензовесов соединен с механизмом управления отклоняемой поверхностью.
2. Устройство измерения шарнирного момента отклоняемой поверхности по п. 1, отличающееся тем, что хвостовик тензовесов соединен с механизмом управления отклоняемой поверхностью посредством вилки.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018113401A RU2681251C1 (ru) | 2018-04-13 | 2018-04-13 | Устройство измерения шарнирного момента отклоняемой поверхности |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018113401A RU2681251C1 (ru) | 2018-04-13 | 2018-04-13 | Устройство измерения шарнирного момента отклоняемой поверхности |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2681251C1 true RU2681251C1 (ru) | 2019-03-05 |
Family
ID=65632732
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018113401A RU2681251C1 (ru) | 2018-04-13 | 2018-04-13 | Устройство измерения шарнирного момента отклоняемой поверхности |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2681251C1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU199357U1 (ru) * | 2020-05-29 | 2020-08-28 | Общество с ограниченной ответственностью «Бриз» | Датчик измерения шарнирных моментов |
| RU2798685C1 (ru) * | 2023-02-27 | 2023-06-23 | Федеральное автономное учреждение "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФАУ "ЦАГИ") | Однокомпонентные тензовесы для измерения шарнирного момента |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1548685A1 (ru) * | 1987-11-06 | 1990-03-07 | Государственный научно-исследовательский институт гражданской авиации | Устройство дл диагностировани реактивной струи |
| US4938059A (en) * | 1988-10-14 | 1990-07-03 | Her Majesty The Queen In Right Of Canada, As Represented By The Minister Of National Defence | Monopiece strain gauge sting mounted wind tunnel balance |
| RU2595321C1 (ru) * | 2015-07-30 | 2016-08-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФГУП "ЦАГИ") | Пятикомпонентные тензовесы |
-
2018
- 2018-04-13 RU RU2018113401A patent/RU2681251C1/ru active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1548685A1 (ru) * | 1987-11-06 | 1990-03-07 | Государственный научно-исследовательский институт гражданской авиации | Устройство дл диагностировани реактивной струи |
| US4938059A (en) * | 1988-10-14 | 1990-07-03 | Her Majesty The Queen In Right Of Canada, As Represented By The Minister Of National Defence | Monopiece strain gauge sting mounted wind tunnel balance |
| RU2595321C1 (ru) * | 2015-07-30 | 2016-08-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФГУП "ЦАГИ") | Пятикомпонентные тензовесы |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| А.В. Левиций, С.Я. Севостьянов "Система дистанционного управления отклоняемыми поверхностями аэродинамической модели самолета для трубных испытаний", "Труды ЦАГИ", выпуск 2719, Издательский отдел ЦАГИ, Москва, 2013 г., стр.17, рис.7. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU199357U1 (ru) * | 2020-05-29 | 2020-08-28 | Общество с ограниченной ответственностью «Бриз» | Датчик измерения шарнирных моментов |
| RU2798685C1 (ru) * | 2023-02-27 | 2023-06-23 | Федеральное автономное учреждение "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФАУ "ЦАГИ") | Однокомпонентные тензовесы для измерения шарнирного момента |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110132527B (zh) | 一种基于天平信号的风洞试验中模型振动监测方法 | |
| US4107986A (en) | Five component strain gauge balance | |
| CN101839798B (zh) | 一种用于高超声速俯仰动态试验的装置 | |
| US2782636A (en) | Internal balances for wind force measurements on aerodynamic objects | |
| US5056361A (en) | Dual strain gage balance system for measuring light loads | |
| CN108106812A (zh) | 一种用于推力校准的测力系统 | |
| US4688421A (en) | Rear support balance for aerodynamic force determination on wind tunnel models | |
| Boutemedjet et al. | Wind tunnel measurement of small values of rolling moment using six-component strain gauge balance | |
| US5201218A (en) | Flexure two shell with separate axial, six component balance | |
| US5113696A (en) | Wind tunnel variable range balance | |
| GB2189615A (en) | Improvements in dynamometers | |
| RU2681251C1 (ru) | Устройство измерения шарнирного момента отклоняемой поверхности | |
| RU2595321C1 (ru) | Пятикомпонентные тензовесы | |
| RU2287796C1 (ru) | Устройство для измерения составляющих векторов аэродинамической силы и момента | |
| RU192714U1 (ru) | Устройство для определения нагрузок на отклоняемых аэродинамических органах управления | |
| US2785569A (en) | Wind tunnel force and moment measuring device | |
| RU127464U1 (ru) | Стенд для измерения вертикальной нагрузки, воздействующей на объект авиационной техники | |
| US2768526A (en) | Six component balance for wind tunnels | |
| CN111649907A (zh) | 一种筋条式微轴向力环形二分量应变天平 | |
| US2885891A (en) | Force sensitive load measuring system | |
| US2865200A (en) | Wind tunnel roll-moment balance | |
| CN113790842B (zh) | 一种非侵入式翼伞操纵绳张力传感器 | |
| RU2726564C1 (ru) | Аэродинамическая модель летательного аппарата с воздушно-реактивным двигателем | |
| RU2657340C1 (ru) | Устройство для измерения составляющих векторов аэродинамической силы и момента | |
| US20050120808A1 (en) | Platform balance |