[发明专利]可自解耦合的航空发动机矢量力测量台架

说明书

一种可自解耦合的航空发动机矢量力测量台架，包括定架、动架、测力组件，定架，用于对动架和测力组件的支撑，动架，用于安装试验发动机，发动机产生的推力矢量通过动架传递到各测力组件，测力组件，包括挠性件和测力传感器，用于连接定架与动架，并对发动机产生的推力矢量进行测量，测力组件将感受的轴向力转化为电压信号，根据推力矢量与测量的电压信号之间的映射关系，可实现发动机推力矢量的测量。将本发明的一维自解耦合测力组合模型应用于三维矢量力测量台架中，可以保持台架刚度恒定，不受外载荷的影响，简化了推力评定和修正过程，提高了推力测量精度。主要可以用于航空发动机试验、火箭发动机试验及其他用于矢量力测量的场合。

技术 领域

本发明属于发动机推力测试领域，具体涉及一种可自解耦合的航空发动机矢量力测量台架。

背景技术

随着发动机技术的发展，矢量推力技术已经在先进发动机上广泛应用，装备矢量推力喷管的高性能发动机使战斗机实现了超机动能力。矢量推力测量台架是一个用于矢量力测量的平台，其主要功能就是将发动机试验时产生的矢量推力准确测量出来，通过推力台架获取矢量力的各方向分量，并对矢量力进行作用点、作用方向和大小的评估。

选择合适的矢量力测量方法，布置合理数量的动架约束及分布方式，构建合理的矢量力测量模型及其参数求解方法，是矢量力测量的理论基础，也是核心问题。只有构建合理的测试模型，才能求解出主推力矢量。矢量力测量的原理是：利用刚体平衡原理，适当布置若干约束，限制发动机的6个自由度(3个移动自由度和3个转动自由度)，使之处于静定平衡状态，测出主推力、其他方向力和力矩。

目前，用于矢量力测量的台架采用六个测力组件空间布局形式以进行矢量力测量。由于测力组件的加工误差、安装误差和台架受力作用下变形等因素，造成推力测量过程中非推力方向的测力组件产生耦合输出误差，将严重影响矢量力测量精度。对于航空发动机，该误差主要影响的是矢量力结果的方向和作用点。当台架测力组件刚度偏小，或者测力组件布局偏离矢量力方向，该耦合误差将变得更加严重。据相关资料显示，耦合误差最高可达15％左右。虽然该误差通过静态校准可以消除一部分，但是由于静态校准过程并不能完全表征发动机试验过程中推力测量台架的变形和耦合输出，此原因是造成现有矢量力测量台架测量精度不高的主要原因。

发明 内容

解决的技术问题，提供一种可自解耦合的航空发动机矢量力测量台架，用于多分量推力测量，实现矢量力的高精度测量。

技术方案，一种可自解耦合的航空发动机矢量力测量台架，包括定架、动架、测力组件，

定架，用于对动架和测力组件的支撑，

动架，用于安装试验发动机，

若干测力组件，每个测力组件包括测力传感器和连接其两端的两个挠性件，一个挠性件连接定架，另一个挠性件连接动架；发动机产生的推力矢量通过动架传递到各测力组件，测力组件对发动机产生的推力矢量进行测量，将感受的推力矢量转化为电压信号，根据推力矢量与测量的电压信号之间的映射关系，实现发动机推力矢量的测量。

上述可自解耦合的航空发动机矢量力测量台架，包括一维自解耦合布局、二维自解耦合布局或三维自解耦合布局,一维自解耦合布局为：

图1(a)为一维自解耦合布局图，结合此图可说明一维自解耦的原理。在此布局下，一维布局第一挠性件1、一维布局第一测力传感器2、一维布局第二挠性件3组成一维布局第一测力组件8；一维布局第三挠性件5、一维布局第二测力传感器6、一维布局第四挠性件7组成一维布局第二测力组件9；一维布局第一测力组件8和一维布局第二测力组件9分别位于一维布局动架4的两端，并与一维布局动架4连接，另外一端与一维布局定架相连接。在所述布局下，一维布局第一测力组件8和一维布局第二测力组件9将用于测量竖直方向的推力分量。