飞机机翼舵面及方向舵转动惯量测量装置及测量方法制造方法及图纸

本申请公开了一种飞机机翼舵面及方向舵转动惯量测量装置，包括第一台架、第二台架、弹簧、后缘夹具、加速度传感器、激光测距仪以及动态信号分析系统；第一台架和第二台架固定安装在工作台上；第一台架一侧与被测舵面前缘铰接；第二台架一侧设有沿水平方向向外延伸的平板，调节螺杆贯穿第二台架的平板的通孔；弹簧其一端连接调节螺杆；后缘夹具的一侧与弹簧的另一端连接，后缘夹具的另一侧用于夹紧舵面后缘；加速度传感器位于后缘夹具上；激光测距仪位于弹簧与调节螺杆连接处；数据采集器分别与加速度传感器、激光测距仪相连。本申请的飞机机翼舵面及方向舵转动惯量测量装置及测量方法，能够精确测量飞机机翼舵面及方向舵等大型构件的转动惯量。

【技术实现步骤摘要】
飞机机翼舵面及方向舵转动惯量测量装置及测量方法
本申请属于转动惯量测量领域，特别涉及一种飞机机翼舵面及方向舵转动惯量测量装置及测量方法。
技术介绍
随着飞机制造中飞机部件制造质量对飞行的安全性的要求越来越严格，对飞机部件制造精度的检测有了更高的要求，机翼舵面及方向舵的绕轴转动惯量是影响舵面颤振性能的重要指标，在制造过程中要严格控制舵面的绕轴转动惯量。因此需要一个装置能够精确测量飞机机翼舵面及方向舵等大型构件的转动惯量。
技术实现思路
为了解决上述技术问题至少之一，本申请提供了一种飞机机翼舵面及方向舵转动惯量测量装置。第一方面，本申请公开了一种飞机机翼舵面及方向舵转动惯量测量装置，包括第一台架、第二台架、弹簧、后缘夹具、加速度传感器、激光测距仪、2通道动态信号分析系统；所述第一台架和第二台架固定安装在工作台上；所述第一台架面向第二台架的一侧与被测舵面前缘铰接；所述第二台架的远离地面一侧设有沿水平方向向外延伸的平板，所述平板中部开设沿竖直方向贯穿平板的通孔；所述第二台架包括调节螺杆，所述调节螺杆贯穿所述第二台架的平板的通孔；所述弹簧竖直方向放置，其一端连接所述调节螺杆的靠近地面一端；所述后缘夹具的一侧与所述弹簧的另一端连接，所述后缘夹具的另一侧用于夹紧舵面后缘；所述加速度传感器位于后缘夹具上；所述激光测距仪位于弹簧与调节螺杆连接处；所述2通道动态信号分析系统包括数据采集器，所述数据采集器分别与加速度传感器、激光测距仪相连。根据本申请的至少一个实施方式，所述第一台架设有多个接头铰链孔，用于与被测舵面前缘铰接，所述接头铰链孔的同轴度为0.15mm。根据本申请的至少一个实施方式，所述后缘夹具夹持点位于舵面的理论重心站位面上，且所述夹持点与舵面理论重心的连接线垂直于铰链轴线。根据本申请的至少一个实施方式，所述后缘夹具的夹紧面采用橡胶材料。根据本申请的至少一个实施方式，所述弹簧采用圆柱螺旋拉伸弹簧。根据本申请的至少一个实施方式，所述第二台架上在后缘夹具的两侧各设一根支架。根据本申请的至少一个实施方式，所述第一台架的位于被测舵面前缘的下方设有防护支架。根据本申请的至少一个实施方式，所述2通道动态信号分析系统包括频率测量通道和测量位移通道。第二方面，本申请公开了一种飞机机翼舵面及方向舵转动惯量测量方法，包括：步骤一，安装被测舵面，使其正面朝上并通过铰链连接第一台架，后缘通过后缘夹具连接弹簧；步骤二，用激光测距仪测量弹簧拉伸距离；步骤三，测量铰链轴线至舵面后缘夹具连接点的距离d；步骤四，启动分析仪信号触发状态，拨动被测舵面，使弹簧拉伸预定距离后，让舵面在弹簧的激振下进入自激振动状态，从分析仪上读出舵面正面的振动频率fa；步骤五，翻转舵面反面朝上，使舵面小幅振动，测量舵面反面的振动频率fb；步骤六，卸下舵面后，使用弹簧校准块连接于弹簧上，使弹簧拉伸长度L与舵面平衡时弹簧拉伸长度相等，测量弹簧的振动频率f1；步骤七，测量后缘夹具质量m2、弹簧校准块质量及夹具重心距后缘夹具连接点距离δ；步骤八，计算舵面绕轴转动惯量。根据本申请的至少一个实施方式，根据如下公式计算舵面绕轴转动惯量：其中，m1弹簧校准块质量。。本申请至少存在以下有益技术效果：本申请的飞机机翼舵面及方向舵转动惯量测量装置及测量方法，能够精确测量飞机机翼舵面及方向舵等大型构件的转动惯量。附图说明图1是本申请一个实施例的转动惯性测量装置结构示意图；图2是本申请一个实施例的舵面的结构示意图；图3是图2中A-A截面示意图。具体实施方式为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。下面结合附图对本申请的实施例进行详细说明。在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。下面结合附图1至图3对本申请飞机机翼舵面及方向舵转动惯量测量装置及测量方法做进一步详细说明。本申请公开了一种飞机机翼舵面及方向舵转动惯量测量装置，可以包括第一台架1、第二台架2、弹簧3、后缘夹具4、加速度传感器12、激光测距仪11、2通道动态信号分析系统13。第一台架1和第二台架2固定安装在工作台上。具体的，工作台固定于地面，第一台架1和第二台架2具有预定的刚度且谐频率15Hz以上。第一台架1面向第二台架2的一侧与被测舵面前缘铰接。第二台架2的远离地面一侧设有沿水平方向向外延伸的平板，平板中部开设沿竖直方向贯穿平板的通孔；第二台架2包括调节螺杆5，调节螺杆5贯穿第二台架2的平板的通孔。在本申请的一个实施例中，调节螺杆5下端设有可自由旋转的圆环，圆环连接弹簧3；调节螺杆5包括螺母，螺母用于支撑调节螺杆5，调节螺杆5设有外螺纹，平板的通孔设有与调节螺杆5相适配的螺纹，通过螺杆扭转，可调节螺杆5的高度。弹簧3竖直方向放置，其一端连接调节螺杆5的靠近地面一端。台架弹簧3悬挂位置可通过调节螺杆5改变高度。后缘夹具4的一侧与弹簧3的另一端连接，连接处为后缘夹具连接点8，后缘夹具4的另一侧用于夹紧舵面后缘。加速度传感器12位于后缘夹具4上，用于测量振动频率，频响：0～500Hz。激光测距仪11位于弹簧3与调节螺杆5连接处，用于铰链轴线9至后缘夹具连接点8的距离及弹簧3拉伸距离。数据采集器分别与加速度传感器12、激光测距仪11相连。所述2通道动态信号分析系统13包括相连接的数据采集器以及处理器(例如微型计算机、PLC处理器等)，所述数据采集器分别与加速度传感器12、激光测距仪11相连。2通道动态信号分析系统13：一个通道测量频率，一个通道测量位移。2通道动态信号分析系统13可以包括高分辨率振动分析仪。有利的是，第一台架1设有多个接头铰链孔，接头铰链孔的同轴度为0.15mm，使舵面能够绕铰链轴线9自由转动。铰链轴线9的同轴度以及待测舵面的铰链轴线9与水平面平行。选择深沟球轴承悬挂舵面以减小摩擦阻力，保证测量精度，轴承可镶铜制衬套，衬套内圈尺寸公差为0±0.013。有利的是，后缘夹具4夹持点位于舵面的理论重心站位面上，且夹持点与舵面理论重心的连接线垂直于铰链轴线9。具体的，后缘夹具4表面需标有夹具的重心位置及重量。图1标注过理论重心平面。有利的是，后缘夹具4的夹紧面采用橡胶材料防止损伤舵面。有利的是，弹簧3采用圆柱螺旋拉伸弹簧3。具体的，小幅度拨动舵面时，要求弹簧3能使舵面振幅明显(便于测量舵面振动周期)，否则需调整弹簧3刚度。为满足舵面振动周期T≥1s，弹簧3弹性系数K≤0.730N/mm，弹簧3最大形变量处于弹本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种飞机机翼舵面及方向舵转动惯量测量装置，其特征在于，包括第一台架、第二台架、弹簧、后缘夹具、加速度传感器、激光测距仪、2通道动态信号分析系统；所述第一台架和第二台架固定安装在工作台上；所述第一台架面向第二台架的一侧与被测舵面前缘铰接；所述第二台架的远离地面一侧设有沿水平方向向外延伸的平板，所述平板中部开设沿竖直方向贯穿平板的通孔；所述第二台架包括调节螺杆，所述调节螺杆贯穿所述第二台架的平板的通孔；所述弹簧竖直方向放置，其一端连接所述调节螺杆的靠近地面一端；所述后缘夹具的一侧与所述弹簧的另一端连接，所述后缘夹具的另一侧用于夹紧舵面后缘；所述加速度传感器位于后缘夹具上；所述激光测距仪位于弹簧与调节螺杆连接处；所述2通道动态信号分析系统包括数据采集器，所述数据采集器分别与加速度传感器、激光测距仪相连。

【技术特征摘要】
1.一种飞机机翼舵面及方向舵转动惯量测量装置，其特征在于，包括第一台架、第二台架、弹簧、后缘夹具、加速度传感器、激光测距仪、2通道动态信号分析系统；所述第一台架和第二台架固定安装在工作台上；所述第一台架面向第二台架的一侧与被测舵面前缘铰接；所述第二台架的远离地面一侧设有沿水平方向向外延伸的平板，所述平板中部开设沿竖直方向贯穿平板的通孔；所述第二台架包括调节螺杆，所述调节螺杆贯穿所述第二台架的平板的通孔；所述弹簧竖直方向放置，其一端连接所述调节螺杆的靠近地面一端；所述后缘夹具的一侧与所述弹簧的另一端连接，所述后缘夹具的另一侧用于夹紧舵面后缘；所述加速度传感器位于后缘夹具上；所述激光测距仪位于弹簧与调节螺杆连接处；所述2通道动态信号分析系统包括数据采集器，所述数据采集器分别与加速度传感器、激光测距仪相连。2.根据权利要求1所述的转动惯量测量装置，其特征在于，所述第一台架设有多个接头铰链孔，用于与被测舵面前缘铰接，所述接头铰链孔的同轴度为0.15mm。3.根据权利要求1所述的转动惯量测量装置，其特征在于，所述后缘夹具夹持点位于舵面的理论重心站位面上，且所述夹持点与舵面理论重心的连接线垂直于铰链轴线。4.根据权利要求3所述的转动惯量测量装置，其特征在于，所述后缘夹具的夹紧面采用橡胶材料。5.根据权利要求1所述的转动惯量测量装置，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄志敏，黄金芷，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司沈阳飞机设计研究所，
类型：发明
国别省市：辽宁,21