[发明专利]一种倾斜方向舵的转动间隙测量方法

说明书

技术领域

本发明创造属于飞机舵面转动间隙测量领域，特别是涉及一种倾斜方向舵的转动间隙测量方法。

背景技术

由于飞机的零件制造和部件装配中都会存在误差，积累后在舵面上产生转动间隙，当转动间隙超标后，不仅会影响飞机的控制精度和飞行品质，严重时还会诱发颤振，引起灾难性后果，因此飞机研制过程中必须严格控制舵面的转动间隙。按国军标要求，飞机的外侧副翼、全动垂尾(或鸭翼)的转动间隙分别应不超过0.13°和0.034°，在测量舵面转动间隙时，对外侧副翼、全动垂尾(或鸭翼)的转动间隙测量精度分别应达到0.01°和0.001°量级。

与普通的水平机翼和垂直尾翼不同的是，倾斜方向舵采用具有空间角度的转轴，其转轴既不垂直于水平面又不垂直于铅垂面，这种特点使得精确测量倾斜方向舵的微小转角进而获取转动间隙的大小变得极为困难。

以往在测量倾斜方向舵转动间隙时，获取微小转角主要有两种途径：采用基于陀螺原理的三轴倾角仪直接测量，或者利用位移传感器测量线性位移后折算。基于陀螺原理的三轴倾角仪的优点是可直接获取角度，传感器在舵面上的安装位置不受限制，但由于陀螺存在固有漂移，难以实现高精度角度测量，且测量设备的集成制造成本高昂；采用线位移传感器则安装不便，对传感器安装位置和安装基准有很高的要求。为了克服这些缺点，有必要探索一种新的测量方法，快速的实现对倾斜方向舵微小转角的精确测量，从而实现倾斜方向舵转动间隙的高精度测量。

发明内容

本发明的目的是：本发明创造的目的是提供一种易操作的、低成本的倾斜方向舵转动间隙的高精度测量方法。

本发明的技术方案是：一种倾斜方向舵的转动间隙测量方法，其技术方案是，采用本发明测量倾斜方向舵的转动间隙的步骤为：

a、调节飞机水平，使机翼位于水平面内，将倾斜方向舵锁定于中立位置；

b、将双轴倾角传感器贴在倾斜方向舵的外表面，并使双轴倾角传感器的x测量轴平行于机身轴线,y测量轴在倾斜方向舵的弦平面内，将x测量轴测量通道置零；

c、用第一钢丝绳、第二钢丝绳连接舵面卡板、舵面加载设备和测力传感器，使加载方向与倾斜垂尾的弦平面保持垂直；

d、调节舵面加载设备，对倾斜方向舵反向加载，记录反向加载载荷P_n和双轴倾角传感器的x测量轴输出值θ_n；

e、拆除第一钢丝绳、第二钢丝绳，用第三钢丝绳、第四钢丝绳连接舵面卡板、舵面加载设备和测力传感器，使加载方向与倾斜垂尾的弦平面保持垂直；

f、调节舵面加载设备，对倾斜方向舵进行正向加载，记录正向加载载荷P_n和双轴倾角传感器的x测量轴输出值θ_n；

g、解算倾斜方向舵微小转角δ_n,舵面转角δ_n与传感器测量值θ_n之间的解算关系为其中α为方向舵的外倾角，β为方向舵转轴的后掠角，ψ＝arctan(cotα·sinβ)；

h、绘制δ-P曲线，选择曲线线性段的数据P_n和δ_n后，求解正、反向加载曲线的拟合直线方程δ₊＝k₊·P+δ_+,0和δ_-＝k_-·P+δ_-,0；

i、得到倾斜方向舵转动间隙：Δδ＝δ₊,₀-δ_-,0。

所述的双轴倾角传感器为角度测量精度达到0.001°的重力敏感型双轴倾角传感器。

所述的步骤b中，当x测量轴输出值在0±0.02°范围内时，认为双轴倾角传感器的x测量轴与机身轴线平行。

所述的倾斜方向舵转动间隙测量方法已用于某倾斜垂尾无人机的方向舵转动间隙测量，其拟合精度优于0.001°，操作简便，劳动强度低。

下面对本发明的原理进行详细说明: