Аэродинамические тензометрические весы
О П И С А Н И Е 390399
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик
Зависимое от авт. свидетельства №
М. Кл. G Olm 9/00
Заявлено 20.V.1971 (№ 1660130f40-23)
I с присоединением заявки №
Государотввиный комитет
Соввта Министров Ссср па делам изворетакий и открытий
Приоритет
Опубликовано 11.VII.1973. Бюллетень № 30
Дата опубликования описания 12.XII.1973
УДК 629.7,018.1 (088.8) Автор изобретения
Г. А. Амирьяиц
Заявитель
АЭРОДИНАМИЧЕСКИЕ ТЕНЗОМЕТРИЧЕСКИЕ ВЕСЫ
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 и на валу размещен фиксатор, ограничивающий поворот вала при разрушении тензометрированной втулки.
5 На чертежах приведена схема аэродинамических весов.
Весы состоят из вала 1, опирающегося на тензометрированные переднюю 2 и заднюю 8 опоры. Вал связан через тонкостенную тен10 зометрированную втулку 4 и гофрированные мембраны 5 с силовым приводом б. Передняя опора 2 связана с полом трубы через вертикально расположенную упругую тензометрированную балку, оси двух шарниров 7
15 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 жест20 ко заделанную на полу.
На валу 1, прикрытом обтекателем 8 и служащем «фюзеляжем» моделируемого самолета, установлена консоль 9 крыла или опе2S рения. Иа чувствительных элементах наклеены тензодатчики 10 — 14. Передняя и задняя опоры охвачены защитными обтекателями 15 и у задней опоры установлен фиксатор
1б аварийного (на случай разрушения втул3О ки 4) положения консоли 9.
390399
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 10, наклеенных под углом 45 к продольной оси втулки; силы лобового сопротивления — с помощью тензодатчиков 11, 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, OY, OZ и относительной свободы поворота в плоскостях
ХОY, XOZ (но не УОЛ). Эта свобода обеспечивается расположенной в плоскости перпендикулярной к оси вала 1 мембраной 5, передающей и воспринимающей без существенных искажений только крутящий момент от привода б к валу и минимально сдерживающей любые другие возможные смещения торца.
Повышение надежности эксперимента достигается повышением 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) разрушения опор 2 и 8. Оно обеспечивается также наличием установленного на кожухе задней опоры 15 и на валу 1 фиксатора lб. 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 lб 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, отличаюи иеся тем, что, с целью повышсния точности измерений 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 тензометрированной 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 обтскатели, ограничивающие смещение вала при разрушении упругих балок, причем на обтекателе задней опоры и на валу размещен фиксатор, ограничивающий поворот вала при разрушении тензометрированной втулки.
0-Ю
10 д
Редактор Н. Коган
Заказ 3606/8 Изд. № 1733 Тираж 755 Подписное
ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
Москва, 5К-35, Раушская наб., д. 4/5
Типография, пр. Сапунова, 2
f2
Составитель М. Яшин
Текред E. Борисова
Корректоры: А. Николаева и Е. Давыдкина
