[发明专利]一种用于飞机起落架测力试验的六分量杆式应变天平

说明书

本发明公开了一种用于飞机起落架测力试验的六分量杆式应变天平，解决了飞机在着陆、滑跑等工况下起落架载荷精确测量问题。为采用高强度合金钢一体加工成型结构，包括测量端法兰、内轴、轴向力测量元件、壳体、固定端法兰和支撑片组；测量端法兰与内轴连接，固定端法兰与壳体连接，内轴和壳体通过支撑片组连接，构成一体结构；口型轴向力测量元件形成于内轴和壳体共同构成的上、下贯通方槽中，并通过布置在天平轴线上的铰链结构分别与内轴和壳体连接，最终形成天平整体。本发明天平结构紧凑，刚度高，可实现起落架六分量动态、静态载荷测量；彻底消除其他载荷分量对轴向力的测量干扰，极大提高了载荷测量精度和使用稳定性；校准成本低，周期短。

技术领域

本发明涉及一种杆式应变天平，具体涉及一种用于飞机起落架测力试验的六分量杆式应变天平，属于试验空气动力学测量技术领域。

背景技术

随着航空工业技术的进步，无论是民用、军用有人飞机还是无人机，都在朝着更安全、可靠和经济的方向发展。起落架是飞机最重要的承载部件之一，用于飞机停放、起飞、着陆和滑跑时在机体和地面建立连接。起落架的强度/刚度、承载能力及质量等因素直接影响飞机的安全性和经济性。在飞机定型和改型设计中，通过地面试验的方式获得起落架在着陆、滑跑等状态下的动态、静态载荷，以实现对起落架结构的优化设计，同时，也可为飞机在着陆、滑跑时的综合控制提供依据。目前，主要采用应变测量法实现对飞机起落架载荷的测量。即，通过在起落架根部合适位置敷贴应变片，并在地面对整个起落架进行加载校准，随后组装在飞机上再进行载荷实测。这种试验方法存在校准成本高、周期长等缺点，另外，只能实现部分分量的载荷测量，测量精度较低。

飞机起落架载荷测量的另一种可行方法是在起落架和飞机之间安装六分量测力天平，以实现起落架载荷的高精度测量。飞机起落架在着陆、滑跑状态下的受载呈现出高动态冲击、大弯矩及分量间载荷极不匹配等特点，这给天平设计时在解决天平灵敏度-刚度矛盾、减小分量间相互干扰等方面带来了较大困难。

当前，针对上述问题，亟需发展一种用于飞机起落架测力试验的高精度六分量杆式应变天平。

发明内容

本发明的技术解决问题是：本发明针对目前飞机起落架地面试验时着陆、滑跑等状态下载荷测量能力不足的问题，提供了一种用于飞机起落架测力试验的六分量杆式应变天平，可实现飞机起落架在各工况下的动态/静态载荷的高精度测量。

本发明的技术解决方案是：一种用于飞机起落架测力试验的六分量杆式应变天平，包括测量端法兰、内轴、轴向力测量元件、壳体、固定端法兰和支撑片组；

所述内轴包括五分量测量元件和内支撑梁，所述五分量测量元件一端与测量端法兰一侧的端面连接，为十字型结构，在十字型结构四个夹角位置处分别设置方形条状结构，形成内支撑梁，五分量测量元件另一端开有上、下贯通的方槽a；所述壳体包括外壳和连接梁，外壳一端与固定端法兰连接；所述连接梁沿外壳的径向安装，布置在外壳内靠近固定端法兰，内支撑梁插入外壳中，连接梁位于内支撑梁的方槽中并且不与内支撑梁接触，所述外壳沿径向开有贯通的方槽b，方槽a与方槽b的位置对应；所述支撑片组包含若干相互平行的方形支撑片，沿外壳的轴向排列；支撑片组每两组为一对，四对支撑片组沿外壳的周向均匀分布，每对中的两组支撑片组关于过中心轴的面对称且两组支撑片组分别与过中心轴的面平行，使得支撑片组均布在内支撑梁四周；壳体通过支撑片组与内轴连接；

所述轴向力测量元件为平板结构，中心处沿长边方向开有工字形的通槽，位于内支撑梁和外壳共同构成的沿径向贯通的方槽中，包括轴向力测量梁和连接铰链，所述连接铰链沿天平轴线布置在轴向力测量梁的两侧，轴向力测量梁通过连接铰链分别与内支撑梁和连接梁连接。

一种用于飞机起落架测力试验的六分量杆式应变天平为采用合金钢一体加工成型的结构。

连接梁上下两端的四组支撑片组中的方形支撑片的数据M小于连接梁左右两侧的四组支撑片组中的方形支撑片的数据N；连接梁上下两端的四组支撑片组在方槽b对应的位置处设置缺口。