[发明专利]一种飞机模型转动惯量测量装置和测量方法

说明书

本公开的一方面涉及一种飞机模型转动惯量测量装置，包括转动部分，其包括转轴和固定装置；悬挂部分，其用于悬挂转动部分以使得转轴处于水平方向并且使得悬挂部分能绕转轴自由转动；以及附加质量部分，其用于添加重心低于转轴的附加质量。本公开的其他方面还包括相应的飞机模型转动惯量测量方法，用于测量摆动次数和相应的摆动时间并基于摆动次数、摆动时间、附加质量块的质量及其重心离转轴的距离来确定飞机模型的转动惯量。

技术领域

本申请一般涉及转动惯量测量，尤其涉及用于飞机动力学模型试验的转动惯量测量。

背景技术

在开展一些飞机动力学模型试验时，需要测量模型的转动惯量，并通过公式转换保证其与全尺寸飞机转动惯量之间满足一定的相似准则。转动惯量的准确测量对于模拟飞机的动态响应至关重要。

目前通常采用的方法是例如基于双线摆法的飞机模型转动惯量测量方案，即采用两根钢索悬挂一根均质金属杆形成悬挂系统，该金属杆通过卡圈与飞机模型进行连接，要求该金属杆保持水平状态，并且飞机模型的重心需要位于通过水平杆中心点的铅垂线上。使飞机模型连同悬挂系统产生稳定的扭摆运动，使用秒表测量其摆动周期，最后根据物理摆公式计算出飞机模型的转动惯量。该方法对于金属杆的水平安装以及金属杆与飞机模型连接位置的要求较高，需要较大的安装空间，且转动惯量的测量精度依赖于钢索长度和水平杆长等因素。

因此，本领域需要改进的用于飞机动力学模型试验的转动惯量测量方案。

发明内容

本公开的一方面涉及一种飞机模型转动惯量测量装置，包括转动部分，其包括转轴和固定装置，该固定装置用于固定飞机模型以使得该飞机模型与该转轴之间不发生相对转动，并使该转轴穿过该飞机模型的设计重心；悬挂部分，其用于悬挂该转动部分以使得该转轴处于水平方向并且使得该悬挂部分能绕该转轴自由转动；以及附加质量部分，其用于添加重心低于该转轴的附加质量，并使得该飞机模型在被该固定装置固定之后在平衡状态下该飞机模型的重心的重力方向穿过该附加质量部分的重心。

根据一示例性实施例，该固定装置进一步用于以多个不同方向固定该飞机模型，以测量该飞机模型在该多个不同方向上的转动惯量。

根据一示例性实施例，该多个不同方向包括以下一者或多者或其任何组合：俯仰、滚转、以及偏航。

根据一示例性实施例，该固定装置包括用于固定在该飞机模型内部的至少两块重心板，该至少两块重心板固定在该转轴的两侧或一侧，并且其间隔开固定该飞机模型所需的距离。

根据一示例性实施例，该附加质量部分包括下悬臂和附加质量块，其中，当该至少两块重心板固定在该转轴的两侧时，该下悬臂包括直臂，而当该至少两块重心板固定在该转轴的一侧时，该下悬臂包括曲臂。

根据一示例性实施例，该下悬臂的上端固定连接在该转轴的中央，并且该下悬臂的下端与该附加质量块固定连接并使该下悬臂的方向穿过该附加质量块的重心。

根据一示例性实施例，该附加质量块的重心离该转轴的距离在1米到1.5米的范围中。

根据一示例性实施例，该悬挂部分包括上悬臂，用于悬挂该转轴以使得该上悬臂能绕该转轴自由转动；以及悬挂框，用于以一个或多个可调节的高度固定悬挂该上悬臂。

根据一示例性实施例，该悬挂部分还包括挂钩，用于固定悬挂该悬挂框。