RU2798624C1 - Стенд нагрузочный для испытания рулевых приводов аэродинамических поверхностей летательного аппарата - Google Patents
Стенд нагрузочный для испытания рулевых приводов аэродинамических поверхностей летательного аппарата Download PDFInfo
- Publication number
- RU2798624C1 RU2798624C1 RU2023101610A RU2023101610A RU2798624C1 RU 2798624 C1 RU2798624 C1 RU 2798624C1 RU 2023101610 A RU2023101610 A RU 2023101610A RU 2023101610 A RU2023101610 A RU 2023101610A RU 2798624 C1 RU2798624 C1 RU 2798624C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- torsion bars
- steering gears
- drive
- neutral position
- steering
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Изобретение относится к области рулевых приводов летательных аппаратов и может быть использовано для испытаний рулевых приводов с целью имитации нагрузок, действующих со стороны аэродинамической поверхности. Стенд содержит два зеркально-симметричных четырехзвенных плоских рычажных механизма и упругие элементы – торсионы для нагружения вала рулевого привода. При этом зеркальность обеспечивает компенсацию сил, действующих на вал привода со стороны нагружающего механизма. Торсионы при помощи рычагов, закрепленных на неподвижных концах торсионов, и регулируемой тяги могут быть закручены с предварительным моментом. В зависимости от направления и величины предварительной закрутки торсионов может быть обеспечен как компенсирующий (т.е. стремящийся вернуть привод в нейтральное положение) шарнирный момент с различным градиентом, так и перекомпенсирующий (стремящийся вывести привод из нейтрального положения). Достигается повышение точности испытаний. 2 ил.
Description
Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к области рулевых приводов летательных аппаратов и может быть использовано для испытаний рулевых приводов (РП) с целью имитации нагрузок, действующих со стороны аэродинамической поверхности.
Уровень техники
Известен «Узел нагружения» (см. патент RU 119827 U1, F15B 15/26, опубликован 27.08.2012), выбранный в качестве прототипа.
Узел нагружения предназначен для создания нагрузок при испытаниях рулевых машин. Он содержит корпус, шток, пружины, крышки, эластичные кольца, поджимаемые регулирующими натяг упорами, упоры в средней части на корпусе и на штоке, равные по ширине, и снабжен имитатором регулируемой нагрузки, выполненным в виде плавающих поршней остановленных на средние упоры на корпусе и на штоке, при этом пружины одним торцом опираются на плавающие поршни, другим торцом опираются на крышки, а в полости корпуса под плавающие поршни подведен воздух под давлением.
Узел нагружения работает следующим образом. К штоку узла нагружения стыкуется шток рулевой машины, при среднем положении их штоков. При этом узел нагружения и рулевая машина закреплены на неподвижном кронштейне. При действии силы от рулевой машины шток узла нагружения втягивается, при этом упор на штоке действует на плавающий поршень, который преодолевает усилие пружины, а также усилие, возникающее на поршне от давления воздуха. При обратном ходе штока, плавающий поршень опирается на упор корпуса, а шток преодолевает усилие от противоположной пружины и давление воздуха под противоположным плавающим поршнем. Задавая разные давления воздуха, подаваемые в полости под плавающими поршнями можно получить разные нагрузки на штоке рулевой машины.
Недостатки прототипа:
- нелинейность нагрузочной характеристики узла, связанная с политропными процессами в воздухе под поршнями, при этом показатель политропы существенно меняется в зависимости от скорости перемещения штока;
- узел способен создавать только компенсирующие (возвращающие в нейтральное положение) нагрузки;
- наличие трения между уплотнениями поршней и штока, которое зависит от давления уплотняемого воздуха, от шероховатости уплотняемых поверхностей, от наличия и состояния смазки, от старения эластомерного материала уплотнений;
- при испытании РП, выходное звено которого является вращательным, данный узел будет создавать паразитные нагрузки на вал привода, которые могут исказить результаты испытаний;
- необходимость иметь оборудование для подготовки и подачи сжатого воздуха, регулирования его давления.
Раскрытие сущности изобретения
Технический результат, который устраняет указанные выше недостатки, заключается в использовании для нагружения вала РП двух зеркально-симметричных четырехзвенных плоских рычажных механизмов и упругих элементов (торсионов), при этом зеркальность обеспечивает компенсацию сил, действующих на вал привода со стороны нагружающего механизма. Все шарниры могут быть выполнены в виде подшипников качения, что позволит минимизировать влияние трения на получаемые характеристики испытываемого привода. Торсионы, при помощи рычагов закрепленных на неподвижных концах торсионов и регулируемой тяги, могут быть закручены с неким предварительным моментом, при этом в зависимости от направления и величины предварительной закрутки торсионов может быть обеспечен, как компенсирующий (стремящийся вернуть привод в нейтральное положение) шарнирный момент с различным градиентом, так и перекомпенсирующий (стремящийся вывести привод из нейтрального положения).
Минимальное отклонение нагрузочной характеристики от линейности обеспечивается подбором кинематических параметров механизма и жесткости торсионов.
Краткое описание чертежей
Сущность изобретения поясняется чертежами. На Фиг.1 показана кинематическая схема стенда. Она включает в себя раму 1, имитатор аэродинамической поверхности 2, который устанавливается на выходном валу РП и имитирует момент инерции аэродинамической поверхности, две серьги 3, подвижные рычаги торсионов 4, торсионы 5, неподвижные рычаги торсионов 6, регулируемую тягу 7.
На Фиг. 2 показана кинематическая схема стенда (без торсионов 5, рычагов 6 и тяги 7) в нейтральном и отклоненном положении и даны обозначения кинематических параметров механизма.
Осуществление изобретения
Стенд работает следующим образом.
Торсионы 5, при помощи рычагов 6 и регулируемой тяги 7, закручены с предварительным моментом , который через рычаги 4 создает усилия на серьги 3, при этом если усилие растягивает серьгу, то стенд создает компенсирующую нагрузку, если сжимает ее, то – перекомпенсирующую. В нейтральном положении линия действия сил проходит через ось привода и момент, действующий на привод со стороны стенда, равен нулю.
При повороте вала РП вместе с имитатором 2 в любую сторону от нейтрального положения серьга 3 так же поворачивается и между осью привода и линией действия силы появляется плечо, таким образом, на привод со стороны стенда начинает действовать момент.
Определим соотношение кинематических параметров механизма и жесткости торсионов, при котором обеспечивается минимальное отклонение нагрузочной характеристики от линейности.
Угол отклонения имитатора 2, как правило, не превышает , в связи с чем, при длине серьги 3 и длине рычага 4 , угол отклонения рычагов 4 не превышает , а вертикальные перемещения шарниров соединяющих серьги 3 и рычаги 4 менее от длины рычага 4, что позволяет пренебречь этим перемещением при расчетах.
Приведенный к валу РП момент торсионов определим из равенства работ на элементарных приращениях углов отклонения имитаторов 2 и рычагов 4:
Тогда:
Тогда:
Представим данные зависимости через разложение в ряд Маклорена, при этом степени с показателем более 3 исключаем ввиду их малости:
Тогда:
Обратим внимание, что выражение приведенного момента торсионов содержит линейную составляющую и два слагаемых содержащих , при этом эти слагаемые имеют противоположный знак. Таким образом, возможно выразить величину угловой жесткости торсионов , которая обеспечит минимально возможное отклонение нагрузочной характеристики стенда от линейности:
Тогда нагрузочная характеристика стенда определяется выражением:
Где К - тангенс угла наклона нагрузочной характеристики (градиент шарнирного момента), который зависит только от момента предварительной закрутки торсионов:
Claims (1)
- Стенд нагрузочный для испытания рулевых приводов летательного аппарата, содержащий раму, имитатор аэродинамической поверхности, серьги, торсионы с подвижными и неподвижными рычагами, регулируемую тягу, отличающийся тем, что стенд содержит только механическую систему, представляющую собой два зеркально-симметричных четырехзвенных плоских рычажных механизма и два торсиона с механизмом предварительной закрутки, с возможностью имитации различных аэродинамических шарнирных моментов и градиентов шарнирного момента.
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2798624C1 true RU2798624C1 (ru) | 2023-06-23 |
Family
ID=
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU142487U1 (ru) * | 2013-10-07 | 2014-06-27 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Стенд для нагружения рулевых приводов |
RU182921U1 (ru) * | 2017-12-06 | 2018-09-05 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФГУП "ЦАГИ") | Устройство нагружения для стендового испытания рулевой поверхности |
US11479371B1 (en) * | 2019-04-05 | 2022-10-25 | Northrop Grumman Systems Corporation | Load testing for flight control surface |
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU142487U1 (ru) * | 2013-10-07 | 2014-06-27 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Стенд для нагружения рулевых приводов |
RU182921U1 (ru) * | 2017-12-06 | 2018-09-05 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФГУП "ЦАГИ") | Устройство нагружения для стендового испытания рулевой поверхности |
US11479371B1 (en) * | 2019-04-05 | 2022-10-25 | Northrop Grumman Systems Corporation | Load testing for flight control surface |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Eastman | The design of flexure pivots | |
CN109707698B (zh) | 测量液压活塞机构摩擦力的装置 | |
US6223604B1 (en) | Mobile truss testing apparatus | |
CN107101881B (zh) | 一种预加轴力、弯矩的冲击实验装置及其实验方法 | |
CN108051199B (zh) | 摇臂式直线机电作动器性能试验台 | |
RU2798624C1 (ru) | Стенд нагрузочный для испытания рулевых приводов аэродинамических поверхностей летательного аппарата | |
CN111811817A (zh) | 一种高精度流体动压滑动轴承综合性能测试平台 | |
RU174813U1 (ru) | Узел нагружения для испытаний аэродинамических моделей на стенде | |
Noskievič | Control of linear hydraulic actuator using the full hydraulic bridge | |
CN216768794U (zh) | 一种单自由度刚性隔振恒力机构 | |
CN115931203A (zh) | 一种高精度质量平衡系统 | |
JP2003524763A (ja) | 柔軟なアクチュエータを備えた荷重アッセンブリ | |
GB2150097A (en) | Variable force-applying means for a flight simulator feel apparatus | |
CN219105628U (zh) | 一种直升机旋翼刹车系统模拟装置 | |
CN111289215A (zh) | 一种激波风洞压电天平校准方法 | |
SU1615361A1 (ru) | Устройство дл моделировани сложного напр женного состо ни горных пород | |
Hotz et al. | The high speed water tunnel three-component force balance | |
SU850797A1 (ru) | Стенд дл исследовани прочностныхи дЕфОРМАциОННыХ ХАРАКТЕРиСТиК гРуНТА | |
CN220690478U (zh) | 一种星球车车轮试验台浮动加载组件 | |
RU182921U1 (ru) | Устройство нагружения для стендового испытания рулевой поверхности | |
SU1508121A1 (ru) | Стенд дл испытани карданных передач | |
CN220043154U (zh) | 复合式伺服加载装置 | |
CN220230888U (zh) | 一种土木工程用抗震检测装置 | |
Yokota et al. | Flexible hydraulic actuator for space manipulators | |
SU1587396A1 (ru) | Установка дл определени механических свойств образцов в услови х трехосного нагружени |