[实用新型]一种复合材料舵面载荷加载装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及高超声速飞行器技术领域，具体涉及一种复合材料舵面扭矩与弯矩载荷的联合加载方法。 

背景技术

高超声速飞行器空气舵在实际飞行过程中除了承受弯矩，还有扭矩载荷，在实际飞行载荷条件下，评估空气舵组件解锁机构抗弯矩、抗扭矩能力，及带载条件下的解锁能力，是决定空气舵能否稳定工作的关键问题。 

空气舵承受的弯矩，通常是在舵面加载一个法向力，并使法向力的合力作用点通过舵面压心；对于扭矩的加载，通常是在舵面加载一法向力，通过改变舵面法向力分布，使得加载的法向力合力作用点位于舵面压心，以此产生一定的扭矩。通常情况下，扭矩加载的同时，也对舵面施加了一定的弯矩。 

舵面弯矩与扭矩的加载方式，通常有以下两种：单点加载、面加载。单点加载是将钢绳等连接装置固定于舵面某一点，钢绳另一端连接动力装置进行拉伸，使舵面承受单点作用力，产生弯矩与扭矩。面加载通常是将帆布粘贴于舵面上，通过绳索拉动帆布，使舵面承受面载荷，产生一定的弯矩与扭矩。 

现有技术存在的缺点为： 

单点加载方式虽然结构简单，但此种加载方式与舵面实际承载方式有差异(实际舵面承受的是面载荷而不是单点载荷)，且单点加载容易使加载点局部产生较大应力及变形，造成舵面结构破坏。 

采用帆布的面加载方式虽然与结构实际受力形式接近，但粘贴帆布所用胶的粘结强度对舵面加载载荷大小有所限制，当舵面加载的载荷较大超过了胶粘结力的上限时，在加载过程中帆布易出现脱粘现象，导致试验不能正常进行。 

另外，单点加载及帆布加载方式，加载对象只限于金属等强刚度较大的材料，对于舵面为玻璃钢等强度较弱的材料则不能应用这两种加载方式。 

实用新型内容

本实用新型针对现有技术存在的问题，提供一种复合材料舵面扭矩与弯矩联合加载装置。本实用新型在空气舵强刚度承受范围内，可实现对大弯矩、大扭矩载荷的联合加载；可实现对复合材料舵面的扭矩与弯矩的联合加载。 

本实用新型一种复合材料舵面扭矩与弯矩联合加载方法。 

本实用新型一种复合材料舵面载荷加载装置，在复合材料舵面两侧安装两片加载夹具，两个夹具内形面与空气舵外形面一致，在其中一个夹具一侧上固定一个转接块，转接块的位置位于舵面压心位置，钢绳一端固定于转接块，另一端系于拉力供给装置。 

另外还包括滑轮支架，所述钢绳经过滑轮支架上的滑轮，系于拉力供给装置。 

本实用新型的有益效果： 

1、本实用新型采用面载荷加载方式，设计一套空气舵面载荷加载夹具，使夹具内表面与空气舵外表面紧密贴合，在夹具外表面一侧设计法向力加载转接块，转接块位置与舵面压心重合，以实现弯矩与扭矩的联合加载。将绳索固定于转接块后，绳索另一端通过滑轮与拉力供给装置连接，通过拉力供给装置拉动绳索，实现对舵面的弯矩与扭矩的联合加载。由于夹具由外侧固定于舵面，绳索作用力位于夹具上，从而避免了对空气舵的集中加载，实现了对空气舵舵面的均匀加载，同时也解决了强度较弱的复合材料表面加载的问题。 

2、本实用新型中对舵面施加载荷值的大小，取决于拉力供给装置提供的拉力，通过增加或减少拉力供给装置的拉力，在空气舵及舵轴材料强度允许范围内，可实现任意载荷数据的加载。 

附图说明

图1：本实用新型试验加载系统示意图 

图2：本实用新型第一、二夹具的正视图 

图3：本实用新型第一、二夹具的左视图 

图4：本实用新型中转接块的左视图 

图5：本实用新型中转接块的正视图 

图6：本实用新型中滑轮支架的俯视图 

图7：本实用新型中滑轮支架的正视图 

图8：本实用新型中滑轮支架的左视图 

图例标号说明： 

1为第一夹具，2为第二夹具，3为转接块，4为钢绳，5为滑轮支架，6为拉力供给装置 

下面结合附图对本实用新型进行详细说明。 

具体实施方式

本实用新型通过设计一套舵面加载夹具，实现舵面弯矩与扭矩的联合加载，如图1～图8所示。 

在空气舵两侧安装两片加载夹具，两个夹具内形面与空气舵外形面一致，实现夹具与空气舵的紧密贴合，保证加载均匀，避免空气舵的晃动。两个夹具相互固定。 

任一夹具一侧固定于转接块上，转接块的位置位于舵面压心位置，可以准确的模拟舵面承受的弯矩与扭矩。