АЭРОДИНАМИЧЕСКИЕ ТЕНЗОМЕТРИЧЕСКИЕ ВЕСЫ Советский патент 1973 года по МПК G01M9/06 

:1

Изобретение относится к области экспериментальной аэродинамики, в частности к устройствам, предназначенным для исследования аэродинамических характеристик летательных аппаратов на упругоподобных моделях - консолях крыльев и оперениях с рулями.

Известны многокомпонентные тензометрические весы, а также устройство для измерения основной характеристики - момента крена - при исследованиях консолей с рулями на реверс на упругоподобных моделях, содержащие вал с установленной на нем моделью, опирающийся на подшипниковые опоры, и тензометрированный рычаг, воспринимающий момент крена.

В предлагаемых аэродинамических тензометрических весах передняя опора вала шарнирно связана с полом трубы с помощью упругой тензометрированной балки, а задняя - жестко также с помощью упругой тензометрированной балки, причем механизм поворота вала расположен за задней опорой соосно с валом и соединен с последним посредством тензометрированной втулки и упругих мембран, передающих и воспринимающих момент на валу и не препятствующих смещению заднего торца вала. Перед опорами вала установлены защитные обтекатели, ограничивающие его смещение при разрушении упругих балок, причем на обтекателе задней опоры н на валу размещен фиксатор, ограничивающий поворот вала при разрушении тензометрированной втулки. На чертежах приведена схема аэродинамических весов.

Весы состоят из вала 1, опирающегося на тензометрированные переднюю 2 и заднюю 3 опоры. Вал связан через тонкостенную тензометрированную втулку 4 и гофрированные мембраны 5 с силовым приводом 6. Передняя опора 2 связана с полом трубы через вертикально расположенную упругую тензометрированную балку, оси двух шарниров 7

которой горизонтальны и перпендикулярны продольной оси вала. Задняя опора связана с полом трубы также через вертикально расположенную упругую тензометрированную балку, но выполненную без шарниров и жестко заделанную на полу.

На валу /, прикрытом обтекателем 8 и служащем «фюзеляжем моделируемого самолета, установлена консоль 9 крыла или оперения. На чувствительных элементах наклеены тензодатчики 10-14. Передняя и задняя оноры охвачены защитными обтекателями 15 и у задней опоры установлен фиксатор 16 аварийного (на случай разрушения втулки 4) положения консоли 9. Работа предлагаемых весов может быть описана следующим образом. В установившемся потоке измерение сил и моментов, действующих на модель, осуществляется: момента крена - с помощью тонкостенной втулки 4 и тензодатчиков Ю, наклеенных под углом 45° к продольной оси втулки; силы лобового сопротивления - с помощью тензодатчиков //, наклеенных на задней опоре. Остальные компоненты определяются реакциями передней и задней опор в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. Существенное уменьшение взаимного влияния компонент достигается рядом мероприятий. В частности, для момента крена оно обеспечивается введением подшипниковых опор и обеспечением относительной свободы смещения торца тонкостенной втулки 4 во всех трех направлениях ОХ, 07, OZ и относительной свободы поворота в плоскостях XOY, XOZ (но не YOZ). Эта свобода обеспечивается расположенной в плоскости перпендикулярной к оси вала / мембраной 5, передающей и воспринимающей без существенных искажений только крутящий момент от привода 6 к валу и минимально сдерживающей любые другие возможные смещения торца. Повышение надежности эксперимента достигается повыщением живучести в потоке рассматриваемого весового элемента и упругоподобной модели, а также включением в конструкцию весов защитных обтекателей 15, охватывающих с малым, менее 5 мм, зазором переднюю и заднюю опоры вала и вступающих в работу в случае возможного при испытаниях упругой модели (даже в установившемся потоке) разрущения опор 2 и 3. Оно обеспечивается также наличием установленного на кожухе задней опоры 15 и на валу / фиксатора 16. Этот фиксатор вступает в работу при возможном разрушении тензометрированной втулки 4. При этом вал с моделью поворачивается по направлению действия подъемной силы (всегда от стенки - к полу) до упора 17, ограничивающего дальнейший поворот и выталкивающего предохранительную чеку 18, одновременно с этим под действием пружины 19 освобожденный штырь фиксатора 16 входит в отверстие 20 в обтекателе 15. Тем самым ограничивается поворот вала и обеспечивается сохранение модели при разрушении втулки 4. Наличие описанных защитных устройств позволяет повысить не только «живучесть моделей, но и точность измерений благодаря увеличению допустимых рабочих напряжений в чувствительных элементах. При этом практически риск сводится только к риску поломок легко заменимых элементов тензовесов. Предмет изобретения Аэродинамические тензометрические весы, содержащие вал, его тензометрированные подшипниковые опоры, механизм поворота вала, гофрированные мембраны, тонкостенную тензометрированную втулку, отличающиеся тем, что, с целью повышения точности измерепий и повышения живучести при испытаниях упругоподобных моделей, передняя опора вала связана шарнирно с полом трубы с помощью упругой тензометрированной балки, а задняя - жестко также с помощью упругой тензометрнрованной балки, причем механизм поворота вала расположен за задней опорой соосно с валом и соединен с последним посредством тензометрированной втулки и гофрированных мембран, передающих и воспринимающих момент на валу и не препятствующих смещению заднего торца вала, а перед опорами вала установлены защитные обтекатели, ограничивающие смещение вала при разрушении упругих балок, причем на обтекателе задней опоры и на валу размещеп фиксатор, ограничивающий поворот вала при разрушении тензометрированной втулки.

ВиЗВ

Г-Г

20 16

.