УСТРОЙСТВО для ИЗМЕРЕНИЯ АЭРОДИНАМИЧЕСКИХ СИЛ Советский патент 1967 года по МПК G01M9/06 G01L1/08 G01L5/16 

Известны устройства для измерения аэродинамических сил, действующих иа модели летательных аппаратов при эксперименте в аэродинамических трубах, содержащие электромагнитный преобразователь со струной, связанной с рычагом, воспринимающим через шток аэродинамическую силу, усилитель мощности и центробежный силовозбудитель, состоящий из упругих элементов и четырехзвенника с грузиками. Четьфехзвенник закреплен одной своей стороной жестко на валу, а другой - на подвижной раме, прикрепленной к внутренним кольцам упругих элементов, наружные кольца которых жестко установлены в корпусе силовозбудителя.

Описываемое устройство отличается от известных тем, что в нем наружные кольца упругих элементов силовозбудителя соединены с внутренними кольцами при помощи параллельных рядов проволочных связей, разнесенных в осевом направлении. Проволочные связи одного ряда выполнены изогнутыми, а другого - нрямыми. Это позволяет повысить точность измерения аэродинамической силы путем получения квадратичной зависимости возбуждаемой силы от угловой скорости вращения грузиков.

Устройство состоит из рычага 1, соединенного одним своим концом со штоком 2, а другим со струной 3, электромагнитного иреобразователя 4, усилителя мощности 5, синхронноге двигателя 6, измерительного элемента 7, четырехзвенника 8, грузиков 9, вала 10, щарикоподщипника И, подвил ной рамы 12, упругого элемента 13, корпуса 14, втулки 15. При изменении аэродинамической силы PI

меняется и натяжение струны 3. В результате меняется и скорость вращения синхронного двигателя и, следовательно, скорость вращения грузиков центробежного силовозбудителя. При этом изменяется центробежная сила P-z,

действующая на вращающиеся грузики.

Центробежные силы грузиков уравиовещиваются реакциями Ci и С плеч четырехзвенника (см. фиг. 1). Но так как четырехзвенник с одной стороны жестко закреплен на валу

силовозбудителя, реакции Ci отводятся на этот вал и по нему замыкаются на корпус. Реакции С-2 с четырехзвенника посредством втулки 15 передаются на внутреннее кольцо шарикового подщипника //. Шариковый подшипник

наружным своим кольцом жестко закреплен во внутреннем кольце 16 упругого элемента.

и л естко на нем закрепленная подвижная рамка 12, имеют возможность сместиться вверх вдоль вала силовозбудителя, что и происходит, если к подвижной раме не приложить уравновешивающего усилия от измерительного элемента 7.

Из этого видно, что измеряемое усилие передается через упругие элементы 13.

Прямые проволочные связи 17 (см. фиг. 2 и 3) закреилепы в наружном и внутреппем кольцах упругого элемента таким образом, что воспринимают крутяш,ий момент од1юго наиравления, а изогнутые проволочные связи IS закреилеиы в обратном направлении так, что воспринимают крутягций момент протлвоположного направления. Последний значительно меньше первого, так как проволочные связи второго ряда имеют излом (т. е. они М5ггче прямых). Благодаря имеиио такому закреплеипю при помош,и двух рядов проволочных связей наружиое и внутреннее кольца упругого проволочного элемента при приложении боковой силы иадежнодеитрированы одно отиосительио другого.

При приложеиип боковой силы fg виутреинее кольцо 16 упругого элемента будет стремиться повернуться вокруг точки 19. Этому движеиию центра внутреннего кольца от концентричного положения его относительно наружного кольца упругого элемента, изгибаясь, будут противодействовать проволочные связи. Поэтому благодаря упругости ироволочиых связей и происходит надежное центрирование внутреннего и наружного колец уиругого элемента.

Как видно из сказанного выше, упругий проволочный элемент по-разному восприиимает крутящий момеит в зависимости от его иаправлеиия. Такое его свойство позволяет при приложении к упругому элементу осевой иагрузкн за счет иекоторого выпрямления изогнутых связей (так как они менее жестки, чем прямые) внутреннее кольцо имеет возможность, поворачиваясь отиосительио собственной оси в сторону меньшей жесткости, плавно опускаться. При этом, прямые проволочные связи, изгибаясь в поперечном направлении, ие препятствуют этому опускаиию с одновременным его поворотом вокруг своей оси.

Температуриые и гнстерезисные факторы в уиругом проволочном элементе практически отсутствуют из-за большой длины ироволочных связей и малого их диаметра.

Предмет и з о б р е т е и и я

Устройство для измерения аэродииамических сил. действующих на модели летательных апиаратоБ при эксперименте в аэродинамических трубах, содержащее электромагиитиый преобразователь со струной, связанной с рычагом, воспринимающим через шток аэродииамическую силу, усилитель мощиости и цеитробежиый силовозбудитель, состоящий из упругих эле меитов и четырехзвеииика с грузиками, закреплеиного одной своей стороной жестко на валу, а другой-иа подвижной раме, прикрепленной к внутренним кольцам упругих элементов, наружные кольца которых жестко установлены в корпусе силовозбудителя, отличающееся тем, что, с целью повышения точиости измерения аэродинамической силы путем получения квадратичной зависимости возбуждаемой силы от угловой скорости вращения грузиков, в ием наружные кольца упругих элементов силовозбудителя соединены с внзтренними кольцами при помощи параллельных рядов проволочных связей, разнесеииых в осевом направлении, причем проволочные связи одного ряда выполнены изогнутыми, а другого - прямыми.