Устройство для измерения угловых перемещений конструкции летательного аппарата Советский патент 1991 года по МПК G01N22/00 

//////////////т///////////////

Изобретение относится к области статических испытаний на прочность конструкций летательных аппаратов (ЛА), : частности к измерениям угловых перемещений конструкций ЛА в тепловых камерах.

Цель изобретения - обеспечение дис- танционности измерений при испытаниях в тепловой камере.

На чертеже дана схема устройства.

Устройство для измерения угловых перемещений () конструкций летательного аппарата (ЛА) 1 содержит датчики, выполненные в виде передающих антенн

2круговой поляризации, жестко установленные на конструкции ЛА 1 в контролируемых точках и подключенные к генератору

3через схему 4 разводки, приемную антенну 5 линейной поляризации, последовательно подключенную к измерителю 6 коэффициента эллиптичности и блоку 7 регистрации. Антенна 5 установлена на подвижном блоке 8 перемещений и ориентирована в направлении фазового центра передающей антенны 2 круговой поляризации. Измерения проводятся в тепловой камере 9 с радиопрозрачным окном 10. Статические нагружения осуществляются при помощи рычажной системы 11,

Устройство для измерения угловых перемещений конструкции летательного аппарата работает следующим образом.

В основе принципа работы лежит угловая зависимость коэффициента эллиптичности (КЭ) антенны, которая связывает значение КЭ и угол от нормали к плоскости излучающей апертуры антенны , Как правило КЭ 1 только по направлению нормали, что позволяет считать, что антенна в данном направлении обладает круговой поляризацией. Для значений угла р, изменяющихся в пределах ±90°, зависимость КЭ от Ј монотонно убывающая, что характеризует поле излучения антенны как эллиптически поляризованное. В случае применения в качестве излучающей антенны двух ортогональных вибраторов, запи- танных током со сдвигом по фазе 90°, при углах р ±90° будет иметь место линейная поляризация излученного поля в плоскости, параллельной одному из ортогональных вибраторов. Для конкретной антенны зависимость КЭ f( p может быть измерена априорно и записана в виде таблицы в память регистрирующего блока. Таким образом, при работе устройства антенна 2 запитывается через систему разводки А СВЧ сигнала от генератора 3 и излучает сигнал с круговой поляризацией в направлении нормали к своей излучающей апертуре. Сигнал принимается через радиопрозрачное окно 10 тепловой камеры 9 антенной 5 линейной поляризации, выполненной, например, в виде одиночного полуволнового вибратора, которая вращается в плоскости, перпендикулярной направлению распространения приходящей электромагнитной волны, и осуществляет измерение осевого отношения эллипса поляризации

0 приходящего сигнала. Первоначальная установка антенны 5 в направлении фазового центра передающей антенны 2 осуществляется при помощи оптических устройств, установленных на подвижном бло5 ке 8 перемещений. При этом ось оптических устройств визирования должна быть параллельна оси антенны.

В процессе измерений к конструкции ЛА посредством рычажной системы 11 при0 кладывается сила Р, вызывающая угловое перемещение ( А у) как конструкции ЛА 1, так и антенн 2, которые жестко прикреплены в точках конструкции ЛА. Передающие антенны 2 могут быть выполнены в виде

5 двух ортогональных вибраторов, запитыва- емых током со сдвигом по фазе 90°, что позволяет производить измерения КЭ антенной 5 в их дальней зоне излучения, которая находится на расстоянии порядка ЮЯ,

0 где А- рабочая длина волны генератора 3. При этом направления продольных осей вибраторных антенн выбираются коллине- арными направлениям главных деформаций испытываемых конструкций, что

5 упрощает обработку результатов эксперимента. При отклонении антенн 2 от направления к фазовому центру антенны 5 изменяется измеренное значение КЭ, которое является функцией угла поворота, т.е.

0 КЭ f( Ay). Измеренное значение КЭ поступает в регистрирующий блок 7, где сравнивается с таблицей зависимости КЭ от Дуэ, по которой определяется угловое перемещение Aip. Аналогичным образом опреде5 ляются угловые перемещения для всех антенн 2, при этом антенна 5 передвигается на подвижном блоке 8 перемещений вдоль направления расположения антенн 2 и устанавливается в таком месте по отно0 шению к антенне 2, где ее КЭ был равен 1 до начала испытаний. Места остановки блока 8 определяются до проведения нагружения ЛА на этапе калибровки установки.

5Формула изобретения

Устройство для измерения угловых перемещений конструкции летательного аппарата, содержащее датчик, генератор и блок регистрации, отличающееся тем,

что, с целью обеспечения дистанционное™ измерений при испытаниях в тепловой камере, введены последовательно соединенные приемная антенна линейной поляризации и измеритель коэффициента эллиптичности, выход которого подключен к блоку регистрации, которые размещены вне тепловой камеры, а датчик выполнен в

виде передающей антенны круговой поляризации, жестко закрепленной на испытуемой конструкции летательного аппарата и подключенной к генератору, при этом приемная антенна линейной поляризации ориентирована в направлении фазового центра передающей антенны круговой поляризации.

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться для измерения угловых перемещений конструкций летательного аппарата (ЛА) в тепловых камерах. Цель изобретения-обеспечение ди- станционности измерений при испытаниях в тепловой камере. Устройство для измерения угловых перемещений конструкции ЛА 1 содержит генератор 3, соединенный сдатчиком, выполненным в виде передающей антенны 2 круговой поляризации, причем число антенн 2 определяется числом контролируемых точек ЛА 1, а также приемную антенну 5 линейной поляризации, подключенную к измерителю 6 коэффициента эллиптичности (КЭ). Приемная антенна 5 ориентирована в направлении фазового центра передающей антенны 2 круговой поляризации КЭ антенны 5 зависит от угла между нормалью и плоскостью излучателей апертуры антенны 2. При отклонении антенн 2 от направления к фазовому центру антенны 5 изменяется измеренное значение КЭ, которое является функцией угла поворота. Измеренное значение КЭ поступает в блок 7, где сравнивается с таблицей зависимости КЭ, по которой определяется угловое перемещение. 1 ил,