[发明专利]组合舵多维耦合水动力高精度测量装置

说明书

本发明公开了一种组合舵多维耦合水动力高精度测量装置。它包括围井、密封于围井下方的水洞盖板和设于围井内的闭环步进电机，两个所述闭环步进电机分别通过联轴器与传感器固支端转轴连接，两个所述传感器固支端转轴分别穿过水洞盖板与六分力传感器、三分力传感器相连，所述六分力传感器、三分力传感器分别与转动舵负载轴、稳定翼负载轴相连，所述转动舵负载轴、稳定翼负载轴位于水洞盖板下方，转动舵安装于转动舵负载轴上，稳定翼安装于稳定翼负载轴上。本发明有效解决了舵翼组合中转动舵的耦合受力和转舵力矩的测量难题。

技术领域

本发明属于翼型结构模型的性能研究技术领域，具体涉及一种组合舵多维耦合水动力高精度测量装置。应用于水洞试验。

背景技术

现有的水洞舵力测量装置一般采用单个三分力传感器测量组合舵整体受力，受限于传感器性能以及舵翼耦合水动力干扰，无法测量组合舵转舵力矩。稳定翼固定在水洞盖板下方，无法调节转动角度，限制了组合舵水动力测量工况，并且组合舵翼安装角度偏差会对测量精度产生不利影响。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述背景技术存在的不足，提供一种用于水洞试验中对舵翼组合舵多维耦合水动力高精度测量装置。有效解决了舵翼组合中转动舵的耦合受力和转舵力矩的测量难题，适用于多种组合舵水动力测量试验工况。

本发明采用的技术方案是：一种组合舵多维耦合水动力高精度测量装置，包括围井、密封于围井下方的水洞盖板和设于围井内的闭环步进电机，两个所述闭环步进电机分别通过联轴器与传感器固支端转轴连接，两个所述传感器固支端转轴分别穿过水洞盖板与六分力传感器、三分力传感器相连，所述六分力传感器、三分力传感器分别与转动舵负载轴、稳定翼负载轴相连，所述转动舵负载轴、稳定翼负载轴位于水洞盖板下方，转动舵安装于转动舵负载轴上，稳定翼安装于稳定翼负载轴上。实现组合舵中转动舵和稳定翼的独立转动控制以及转动舵角的精确调整。基于独立转动控制，克服转动舵及稳定翼各个方向水动力分量之间的耦合作用，提高测量精度。

进一步优选的结构，所述水洞盖板内开设上下连通的上安装孔、过度安装孔和下安装孔；主转盘通过主转盘轴承安装于上安装孔内圈，水洞盖板底盘安装于下安装孔内圈。

进一步优选的结构，所述主转盘轴承外圈设有上压环，内圈设有下压环，所述上压环用于定位主转盘轴承外圈且与水洞盖板固定，所述下压环位于主转盘轴承内圈与主转盘共同旋转。

进一步优选的结构，所述下压环位于过度安装孔内。

进一步优选的结构，所述围井安装于主转盘上端面的围井安装孔内。

进一步优选的结构，所述主转盘上安装指针座和角度尺，所述指针座和角度尺通过主转盘上端面的固定孔固定于主转盘上。通过机械定位精确控制组合舵安装角度，修正安装角度偏差。

进一步优选的结构，所述闭环步进电机通过电机轴承固定于电机座上，所述电机座设于围井内。

进一步优选的结构，所述水洞盖板固定在水洞可视工作段上方。

进一步优选的结构，所述围井为双层透明水筒嵌套结构。包括外层透明水筒和内层透明水筒，其中，外层透明水筒的高度低于内层明水筒的高度。保证水洞加满水后水不会从围井溢出，对电机起防水保护作用的同时便于水洞水位实时可视化。

进一步优选的结构，所述围井为亚克力管。

本发明的有益效果是：

1、采用六分力传感器和三分力传感器分别测量转动舵和稳定翼水动力，并基于步进电机实现舵翼独立转动控制，克服了转动舵及稳定翼各个方向水动力分量之间的耦合作用，实现不同舵角、舵翼形状下组合舵的纵向力、横向力和转舵力矩的测量，提高了测量精度。