飛機(jī)螺旋槳推力與扭矩測(cè)量天平的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種飛機(jī)螺旋槳推力與扭矩測(cè)量天平為輪輻式結(jié)構(gòu)，并采用應(yīng)變式，其包括天平元件、天平外輪圈、定位銷和螺釘。所述天平外輪圈上均勻地分布有多個(gè)凹槽，在所述天平外輪圈的每個(gè)所述凹槽中都安裝有所述天平元件。本發(fā)明天平結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于加工；本發(fā)明天平的軸向尺寸較小，減小了該天平的熱結(jié)構(gòu)變形；所述天平元件與所述天平外輪圈分別進(jìn)行整體加工，再組裝到一起，增強(qiáng)了本發(fā)明天平的剛度；并能夠安裝于試驗(yàn)?zāi)Ｐ蛢?nèi)部，對(duì)試驗(yàn)干擾較??；本發(fā)明天平能夠直接測(cè)量飛機(jī)螺旋槳上的推力與扭矩，大大簡(jiǎn)化了飛機(jī)-發(fā)動(dòng)機(jī)-螺旋槳匹配風(fēng)洞試驗(yàn)的程序和提高試驗(yàn)結(jié)果的精準(zhǔn)度。
【專利說明】飛機(jī)螺旋槳推力與扭矩測(cè)量天平
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種飛機(jī)螺旋槳推力與扭矩測(cè)量天平，該天平應(yīng)用于某型飛機(jī)全尺寸大功率飛機(jī)-發(fā)動(dòng)機(jī)-螺旋槳匹配風(fēng)洞試驗(yàn)中飛機(jī)螺旋槳推力與扭矩的高精度測(cè)量，屬于測(cè)量設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著飛機(jī)應(yīng)用范圍的擴(kuò)展，對(duì)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的要求也越來越高，而螺旋槳所特有的低油耗等特點(diǎn)又滿足了低速飛機(jī)本身對(duì)動(dòng)力系統(tǒng)的要求。所以，準(zhǔn)確測(cè)量螺旋槳上的推力和扭矩對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)與螺旋槳的合理匹配及其選型和飛機(jī)設(shè)計(jì)有著十分重要意義。
[0003]飛機(jī)-發(fā)動(dòng)機(jī)-螺旋槳匹配風(fēng)洞試驗(yàn)中，傳統(tǒng)測(cè)量飛機(jī)螺旋槳上推力與扭矩的方法是一種間接的測(cè)量方法。飛機(jī)模型安裝在框式六分量天平上，通過分別測(cè)量作用在飛機(jī)模型和飛機(jī)帶螺旋槳?jiǎng)恿δＰ蜕系目諝鈩?dòng)力和力矩，利用數(shù)據(jù)處理方法間接的得出螺旋槳上的推力和扭距。這種方法忽略了螺旋槳對(duì)飛機(jī)機(jī)體的干擾，而且在數(shù)據(jù)處理過程中又存在大量減大量的誤差，所以一般難以準(zhǔn)確地求出飛機(jī)螺旋槳上的推力與扭矩。
[0004]飛機(jī)螺旋槳推力與扭矩測(cè)量天平設(shè)計(jì)時(shí)，除了要求有足夠的精度外，還要要求有足夠的剛度，另外，還要求尺寸小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單與易于加工。因此需要飛機(jī)螺旋槳推力與扭矩測(cè)量天平在結(jié)構(gòu)上創(chuàng)新。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種能夠直接測(cè)量螺旋槳上的推力與扭矩天平，尤其是針對(duì)某型飛機(jī)全尺寸大功率飛機(jī)-發(fā)動(dòng)機(jī)-螺旋槳匹配風(fēng)洞試驗(yàn)進(jìn)行飛機(jī)螺旋槳上的推力與扭矩的高精度測(cè)量。
[0006]本發(fā)明的飛機(jī)螺旋槳推力與扭矩測(cè)量天平為輪輻式結(jié)構(gòu)，并采用應(yīng)變式，其包括天平元件、天平外輪圈、定位銷和螺釘。所述天平外輪圈上均勻地分布有多個(gè)凹槽，在所述天平外輪圈的每個(gè)所述凹槽中都安裝有所述天平元件。
[0007]優(yōu)選所述天平元件包括三個(gè)框式天平元件，它們的外形尺寸相同，所述天平外輪圈上均勻地分布有三個(gè)與所述框式天平元件相匹配的凹槽，所述框式天平元件以所述定位銷進(jìn)行定位，并通過所述螺釘安裝于所述凹槽中。
[0008]優(yōu)選所述框式天平元件為整體結(jié)構(gòu)，其包括自由端、扭矩彈性梁、連接件、兩個(gè)推力彈性梁、固定端、應(yīng)變片，兩個(gè)所述推力彈性梁外形尺寸相同，并關(guān)于所述扭矩彈性梁對(duì)稱地安裝于同一平面上，所述扭矩彈性梁垂直于所述平面。
[0009]發(fā)明效果
[0010](I)本發(fā)明天平結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于加工。
[0011 ] (2)本發(fā)明采用多個(gè)框式天平元件組合，能夠以尺寸較小的框式天平元件滿足大推力和大扭矩的測(cè)量要求。同時(shí)因?yàn)楸景l(fā)明天平的軸向尺寸較小，減小了該天平的熱結(jié)構(gòu)變形，從而能夠使測(cè)量更精確。[0012](3)本發(fā)明采用多個(gè)框式天平元件與天平外輪圈分別進(jìn)行整體加工，再組裝到一起的方式，增強(qiáng)了本發(fā)明天平的剛度；
[0013](4)本發(fā)明天平通過改變推力彈性梁14、推力彈性梁15和扭矩彈性梁12的尺寸，能夠滿足飛機(jī)螺旋槳上大推力載荷與大扭矩載荷作用的要求，且節(jié)約了空間尺寸，位于試驗(yàn)?zāi)Ｐ蛢?nèi)部，對(duì)試驗(yàn)干擾較小。
[0014](5)本發(fā)明天平能夠直接測(cè)量飛機(jī)螺旋槳上的推力與扭矩，大大簡(jiǎn)化了飛機(jī)-發(fā)動(dòng)機(jī)-螺旋槳匹配風(fēng)洞試驗(yàn)的程序和提高試驗(yàn)結(jié)果的精準(zhǔn)度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為飛機(jī)螺旋槳推力與扭矩測(cè)量天平的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2為飛機(jī)螺旋槳推力與扭矩測(cè)量天平的主視圖；
[0017]圖3為圖2A-A方向剖視圖；
[0018]圖4(1)、(2)、(3)、(4)為框式天平元件的結(jié)構(gòu)示意圖；
【具體實(shí)施方式】
[0019]以下，參照附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式進(jìn)行說明。
[0020]如圖1、2、3所示，本發(fā)明的天平采用輪輻式結(jié)構(gòu)，包括天平元件、天平外輪圈2、定位銷3和螺釘4，優(yōu)選所述天平元件包括三個(gè)框式天平元件I (不限于三個(gè)，可根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)前端外環(huán)上安裝減震器的數(shù)量進(jìn)行調(diào)整)，它們的外形尺寸相同，所述天平外輪圈上均勻地分布有三個(gè)與所述框式天平元件相匹配的凹槽22，所述框式天平元件以所述定位銷3進(jìn)行定位，并通過所述螺釘4安裝于所述凹槽22中。
[0021]所述的天平外輪圈2上有六個(gè)沉孔21，與由槽鋼焊接組合成的飛機(jī)模型框架固連，飛機(jī)模型框架通過螺釘和膠粘的方式與飛機(jī)外蒙皮固連，通過基地主支桿和基地尾支桿支撐在風(fēng)洞中，這樣本發(fā)明天平與發(fā)動(dòng)機(jī)就通過基地主支桿和基地尾支桿支撐在風(fēng)洞中。
[0022]如圖4所示，所述的框式天平元件I是利用電火花或線切割加工出的整體框式天平元件，包括自由端U、扭矩彈性梁12、連接件13、推力彈性梁14、推力彈性梁15、固定端16、應(yīng)變片17和應(yīng)變片18。
[0023]自由端11上有通孔，與均勻分布在發(fā)動(dòng)機(jī)前端外環(huán)上的三個(gè)減震器采用螺栓連接，發(fā)動(dòng)機(jī)后端輸出軸安置槳轂、螺旋槳和槳帽。
[0024]扭矩彈性梁12 —端與自由端11連接，另一端通過連接件13，與推力彈性梁14上端和推力彈性梁15下端相連，扭矩彈性梁12沿所述的天平外輪圈2周向尺寸小于徑向尺寸，扭矩彈性梁12的兩端中間位置上、下表面貼有應(yīng)變片18。
[0025]推力彈性梁14和推力彈性梁15外形尺寸相同，關(guān)于扭矩彈性梁12上下兩側(cè)對(duì)稱，且所述推力彈性梁14和所述推力彈性梁15平行且在同一平面上，它們分別與所述扭矩彈性梁12相垂直；推力彈性梁14和推力彈性梁15沿本發(fā)明天平的軸向尺寸小于徑向尺寸。所述軸向是指沿著天平外輪圈2的中心軸的方向。徑向是指天平外輪圈2的直徑方向。
[0026]固定端16的上下兩側(cè)分別向外伸出一矩形臺(tái)階，分別與推力彈性梁14的下端和推力彈性梁15的上端相連，推力彈性梁14的下端和推力彈性梁15的上端中間位置前、后表面貼有應(yīng)變片17 ;固定端16的底端有兩個(gè)銷孔和四個(gè)螺紋孔；固定端16與連接件13的底端之間有縫隙。
[0027]本發(fā)明天平采用應(yīng)變電測(cè)技術(shù)，所述的框式天平元件I上的推力彈性梁14、推力彈性梁15和扭矩彈性梁12在發(fā)動(dòng)機(jī)推力和扭矩的作用下產(chǎn)生變形，經(jīng)過應(yīng)變片17、應(yīng)變片18和測(cè)量電橋轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸出，通過校準(zhǔn)公式即可計(jì)算出飛機(jī)螺旋槳上的推力與扭矩。
[0028]本發(fā)明天平能夠直接測(cè)量飛機(jī)螺旋槳上的推力與扭矩，尤其是實(shí)現(xiàn)了某型飛機(jī)全尺寸大功率飛機(jī)-發(fā)動(dòng)機(jī)-螺旋槳匹配風(fēng)洞試驗(yàn)飛機(jī)螺旋槳上的推力與扭矩的高精度測(cè)量。
[0029]以上，對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行了說明，但本發(fā)明并不限定于上述實(shí)施例。對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，在權(quán)利要求書所記載的范疇內(nèi)，顯而易見地能夠想到各種變更例或者修正例，當(dāng)然也屬于本發(fā)明的技術(shù)范疇。
【權(quán)利要求】
1.一種飛機(jī)螺旋槳推力與扭矩測(cè)量天平，其特征在于:所述飛機(jī)螺旋槳推力與扭矩測(cè)量天平為輪輻式結(jié)構(gòu)，并采用應(yīng)變式，其包括天平元件、天平外輪圈、定位銷和螺釘。所述天平外輪圈上均勻地分布有多個(gè)凹槽，在所述天平外輪圈的每個(gè)所述凹槽中都安裝有所述天平元件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的飛機(jī)螺旋槳推力與扭矩測(cè)量天平，其特征在于:所述天平元件包括三個(gè)框式天平元件，它們的外形尺寸相同，所述天平外輪圈上均勻地分布有三個(gè)與所述框式天平元件相匹配的凹槽，所述框式天平元件以所述定位銷進(jìn)行定位，并通過所述螺釘安裝于所述凹槽中。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的飛機(jī)螺旋槳推力與扭矩測(cè)量天平，其特征在于:所述框式天平元件為整體結(jié)構(gòu)，其包括自由端、扭矩彈性梁、連接件、兩個(gè)推力彈性梁、固定端、應(yīng)變片，兩個(gè)所述推力彈性梁外形尺寸相同，并關(guān)于所述扭矩彈性梁對(duì)稱地安裝于同一平面上，所述扭矩彈性梁垂直于所述平面。
【文檔編號(hào)】G01M9/06GK103969021SQ201410196192
【公開日】2014年8月6日 申請(qǐng)日期:2014年5月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月9日
【發(fā)明者】楊中艷, 劉丹, 趙金海, 郎衛(wèi)東 申請(qǐng)人:中國(guó)航天空氣動(dòng)力技術(shù)研究院