[发明专利]一种折叠舵展开过程中的舵面动态测力装置及试验方法

说明书

一种折叠舵展开过程中的舵面动态测力装置及试验方法，使用专用的扭矩传感器替换扭簧的固定零件，扭矩传感器的安装接口和外形与扭簧固定零件一致，以保证舵面外形。扭矩传感器通过转接件与角度传感器连接在一起，扭矩传感器可以跟随舵面转动，同时角度传感器可以测量舵面转过的角度。扭矩传感器信号和角度传感器信号接在同一个采集通道内，以实现数据同步。数据处理时，某时间点扭矩传感器测量的合力矩扣除该点扭簧的回复力矩、舵面的重力力矩和摩阻力矩就是舵面在该点所承受的空气力矩，将各个时间点的空气力矩用光滑曲线连接起来就可以显示折叠舵在展开过程中所受的力矩随时间的变化规律。

技术领域

本发明涉及折叠舵展开试验方法，主要应用于空射导弹折叠舵展开过程中舵面受力的测量。

背景技术

为了减少导弹占用的空间，增加载弹量，许多导弹都采用折叠舵，将舵面折叠起来放在发射筒或挂在飞机的挂架上，发射后，舵面在展开机构的作用下迅速展开到设计位置并锁紧。在展开时要保证折叠舵满足设计的展开时间、展开角度和展开的同步性等要求，展开到位后要能够可靠锁死并符合全弹气动外形设计，折叠舵的展开状态是否正确，决定了导弹飞行的成败。作用在舵面上的气动载荷是影响折叠舵能否正常展开的关键因素，因此舵面的气动载荷是结构设计和部件选型的重要指标，因此确定折叠舵展开过程中的气动载荷对折叠舵的设计来说具有重要的意义，同时测量折叠舵展开过程中的动态气动力矩可以为分析侧风对舵面展开的影响提供依据。折叠舵的展开是一个动态过程，每个状态点上，舵面所受的空气力矩、舵面的重力力矩和扭杆的回复力矩都不同。目前通用的做法是将折叠舵固定在一个角度，然后测量舵面承受的气动力，进行静态测量。整个测量过程可以分为若干个测量点，把所有测量点的测量结果经过处理连接成一光滑曲线，便可以得到展开过程中作用在舵面上的气动力的变化规律，这种方法能够测量每个角度状态下，舵面所受的的气动力，但是不能够模拟舵面的运动状态，忽略了舵面运动过程中的惯性力等因素，测量误差较大。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，发明了一种折叠舵展开过程中的舵面动态测力装置及试验方法。该发明不同于以往的静态测力试验方法，有效提高了效率，试验结果更加接近于折叠舵展开的真实工况，拓展了试验能力。

本发明的技术解决方案是：一种折叠舵展开过程中的舵面动态测力装置，包括支架、角度传感器、挠性联轴节、转接轴、扭矩传感器；扭矩传感器浮动端与折叠舵中的扭簧一端连接，同时扭矩传感器浮动端还与转接轴连接，其中转接轴与扭簧同轴；扭矩传感器固定端与舵面连接，能够随着舵面转动；连接轴和角度传感器通过挠性联轴节连接；角度传感器固定在支架上，支架通过螺钉安装在弹体上。

将角度传感器信号和扭矩传感器的信号输出端接在同一个采集通道内。

所述扭矩传感器外形与舵面保持一致。

一种舵面动态测力试验的方法，步骤如下：

1)折叠舵展开过程中，折叠舵内部中的扭簧带动扭矩传感器，扭矩传感器带动舵面转动，通过扭矩传感器测量出的作用在舵面上的合力矩；

2)角度传感器测量出舵面和扭矩传感器转过的角度；

3)利用角度传感器测量的某个时间点舵面和扭矩传感器转过的角度，计算得到该时间点上扭杆回复力矩和舵面重力力矩；

4)扭矩传感器在该时间点测量出的合力矩减去扭杆回复力矩、舵面重力力矩，得到该时间点舵面所受的空气力矩。

5)重复步骤3)、4)，计算得到折叠舵在展开过程中各个时间点所受的空气力矩，用光滑曲线将各点数据连接起来，得到空气力矩随时间的变化规律。

本发明与现有技术相比的有益效果是：