【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于航空发动机矢量力测试，涉及一种航空发动机矢量力测试所用的测试试验平台装置以及使用方法，具体涉及一种兼容多测量组件布局的矢量力测试装置与使用方法。
技术介绍
1、在航空发动机试验领域，传统的矢量力测量系统通常由6个测量组件系统构成，例如“垂向3个-航向2个-侧向1个测量组件”的传统布局形式，这些测量组件分别测量航空发动机不同方向上的力和力矩，并经耦合输出实现测量和评估航空发动机的矢量推力。传统的布局形式存在一定的缺陷，如测量组件之间的干扰、测量组件数量和布局形式不合理等，这些均影响航空发动机矢量力测量结果的准确性和可靠性，最终无法满足全方位测量需求。
2、当前现有航空发动机矢量力测量分析没有一个兼容有效的研究测试平台装置，无法实现不同数量和位置组合的测量组件布局方案对航空发动机矢量推力效果的研究分析。
3、如cn201811502987.1一种分布式测量装置和方法，该方案利用转向机构与模拟发动机尾喷口连接来布局加载和测量组件模拟发动机的空间矢量力并测量，并不能实现不同数量和位置组合的测量组件布局方案，因此不具备兼容性。
4、再如cn201511025743.5姿态发动机矢量推力测量校准一体化装置及测量方法，其采用姿态发动机矢量力加载方式不同，控制9个标准力作用在加载机构上，无法排除测量组件之间的干扰。
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本专利技术提供了一种兼容多测量组件布局的矢量力测试装置与使用方法，用于专门研究航空发动机矢量推力测
2、本专利技术的技术方案如下：
3、一种兼容多测量组件布局的矢量力测试装置，包括整体试验台架、动架和中心加载装置，整体试验台架包括定架、设在定架的四个角下方的承力柱体、和设在动架两边的航向承力架，中心加载装置设在模拟发动机装置的后端，用于给模拟发动机装置提供模拟矢量力，动架与模拟发动机装置按照发动机固定连接方式进行连接固定；整体试验台架与动架上的垂向、航向和侧向均设有相互对位且布满表面的安装接口；至少五个测量组件通过不同的安装接口连接在整体试验台架与动架之间，测试整体试验台架与动架在不同位置和不同方向的矢量力；至少六个安全限位装置通过不同的安装接口连接在测试整体试验台架与动架之间，让测试整体试验台架与动架之间的相对移动限定在安全范围内；至少四个原位校准装置通过不同的安装接口连接在测试整体试验台架与动架之间，完成对应安装方向上的测量组件校准。
4、进一步的，动架为框架形状结构，包括前框架结构、后框架结构和横梁，前框架结构和后框架结构通过两侧的横梁连接，模拟发动机装置设在前框架结构、后框架结构和横梁围成的空间内，并与动架固定连接。
5、进一步的，模拟发动机装置后端通过刚性后吊点与后框架结构连接，刚性后吊点模拟航空发动机安装中真实的刚性后吊结构；模拟发动机装置中前端两个侧面分别通过两个主支点与两个横梁连接，主支点的连接结构模拟航空发动机安装中真实的主支点连接结构。
6、进一步的，测量组件包括安装座、挠性件和第一传感器，第一传感器的测试方向两端分别连接两个挠性件，两个挠性件的另一端连接安装座，安装座能够在测试整体试验台架和动架的安装接口上安装固定与拆卸；挠性件使第一传感器只测量单一方向的力。
7、进一步的，安全限位装置包括调节座和螺母，调节座安装在整体试验台架上，调节座上设有能够调节伸出长短的螺柱；非测量状态时，螺柱穿过动架的安装接口，两个螺母旋在螺柱上并紧贴动架的两个安装面，使整体试验台架和动架刚性连接；测量状态时，两螺母旋离动架安装面至安全距离，调节座的螺柱深入动架部分与动架不接触。
8、进一步的，原位校准装置包括加载油缸、第二传感器和定位座，加载油缸的固定端安装在测试整体试验台架上，加载油缸的伸缩端通过定位座安装在动架上，第二传感器套在加载油缸的伸缩杆上；原位校准装置的测力方向与测量组件的测力方向一致。在测量状态下拆除原位校准装置。
9、进一步的，至少五个测量组件包括至少三个垂向测量组件、至少一个航向测量组件和至少一个侧向测量组件；至少六个安全限位装置包括至少四个垂向安全限位装置、至少一个航向安全限位装置和至少一个侧向安全限位装置；至少四个原位校准装置包括至少两个垂向原位校准装置、至少一个航向原位校准装置和至少一个侧向原位校准装置。
10、进一步的，每个测量组件的安装位置均在动架范围内尽可能远离另一个测量组件的安装位置。
11、一种兼容多测量组件布局的矢量力测试装置的使用方法，使用上述的一种兼容多测量组件布局的矢量力测试装置，包括以下步骤：
12、步骤一，将模拟发动机装置安装在动架上，并放置中心加载装置；
13、步骤二，根据测试设计，在整体试验台架和动架之间，安装安全限位装置，然后安装相应设计数量的测量组件在设计的安装位置上，并且安装原位校准装置；
14、步骤三，使用原位校准装置对测量装置的传感器进行精度校准；
15、步骤四，开始本次的测试，启动中心加载装置，用测试设计的测量组件测试模拟发动机装置在每个测量组件上的分力；
16、步骤五，对测得的分力进行空间向量合成，求得发动机主矢量力、主矩及侧向力的大小和方向；
17、其中，步骤一和步骤二的顺序能够互换，也能够同时进行。
18、进一步的，步骤四后，拆卸所有的测量组件，根据另一组测试设计，按照步骤二的方式安装相应设计数量的测量组件在设计的安装位置上，然后重复步骤三和步骤四，得到更多的测量组件分力，并且不会受到前一组测试设计的测量组件位置影响。
19、本专利技术的有益效果是：
20、1、具有兼容性和可扩展性：本方案为矢量力测量方案设计和验证提供了一个兼容性的试验平台，可兼容实现不同测量组件，不同位置布局的可行性验证试验；当前航空发动机矢量力测量过程中矢量力测量装置布局形式没有最优定论，基于该专利的试验平台装置可以试验验证航空矢量力发动机测量组件最优的布局形式；并且还能通过多次不同位置布局的不同批次测试，得到大量试验数据，便于试验人员找出相应规律，通过相应的算法来排除测量组件之间的干扰。
21、2、稳定性和可靠性：本专利技术的机械结构具有稳定可靠性，通过合理的布局和校准技术的应用，可以提高矢量力测量系统的准确性和可靠性，为航空发动机试验领域中的矢量力测量的前期方案验证工作提供准确可靠的支持。所设计的安全限位装置能够有效保护试验的开展，非测量状态时使定架和动架刚性连接；测量状态时安全限位装置与动架脱离，若试验过程中出现异常动架飞脱等情况，安全限位装置的两个螺母会限制住动架使其不脱离，进而保证动架不脱开定架，起到安全限位的作用。
22、3、体积小和安装方便：相对传统试车平台，本矢量力测试试验平台的整体体积小，没有底板部分，采用分离式的定架和本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种兼容多测量组件布局的矢量力测试装置，其特征在于，包括整体试验台架、动架(4)和中心加载装置(10)，整体试验台架包括定架(1)、设在定架(1)的四个角下方的承力柱体(3)、和设在动架(4)两边的航向承力架(7)，中心加载装置(10)设在模拟发动机装置(11)的后端，用于给模拟发动机装置(11)提供模拟矢量力；动架(4)与模拟发动机装置(11)按照发动机固定连接方式进行连接固定；整体试验台架与动架(4)上的垂向、航向和侧向均设有相互对位且布满表面的安装接口；至少五个测量组件通过不同的安装接口连接在整体试验台架与动架(4)之间，测试整体试验台架与动架(4)在不同位置和不同方向的矢量力；至少六个安全限位装置通过不同的安装接口连接在测试整体试验台架与动架(4)之间，让测试整体试验台架与动架(4)之间的相对移动限定在安全范围内；至少四个原位校准装置通过不同的安装接口连接在测试整体试验台架与动架(4)之间，完成对应安装方向上的测量组件校准。
2.根据权利要求1所述的一种兼容多测量组件布局的矢量力测试装置，其特征在于，动架(4)为框架形状结构，包括前框架结构、后框架结构和横
3.根据权利要求2所述的一种兼容多测量组件布局的矢量力测试装置，其特征在于，模拟发动机装置(11)后端通过刚性后吊点(16)与后框架结构连接，刚性后吊点(16)模拟航空发动机安装中真实的刚性后吊结构；模拟发动机装置(11)中前端两个侧面分别通过两个主支点(5)与两个横梁连接，主支点(5)的连接结构模拟航空发动机安装中真实的主支点连接结构。
4.根据权利要求1所述的一种兼容多测量组件布局的矢量力测试装置，其特征在于，测量组件包括安装座(21)、挠性件(22)和第一传感器(23)，第一传感器(23)的测试方向两端分别连接两个挠性件(22)，两个挠性件(22)的另一端连接安装座(21)，安装座(21)能够在测试整体试验台架和动架(4)的安装接口上安装固定与拆卸；挠性件(22)使第一传感器(23)只测量单一方向的力。
5.根据权利要求1所述的一种兼容多测量组件布局的矢量力测试装置，其特征在于，安全限位装置包括调节座(31)和螺母(32)，调节座(31)安装在整体试验台架上，调节座上设有能够调节伸出长短的螺柱；非测量状态时，螺柱穿过动架(4)的安装接口，两个螺母(32)旋在螺柱上并紧贴动架(4)的两个安装面，使整体试验台架和动架(4)刚性连接；测量状态时，两螺母(32)旋离动架(4)安装面至安全距离，调节座(31)的螺柱深入动架(4)部分与动架(4)不接触。
6.根据权利要求1所述的一种兼容多测量组件布局的矢量力测试装置，其特征在于，原位校准装置包括加载油缸(41)、第二传感器(42)和定位座(43)，加载油缸(41)的固定端安装在测试整体试验台架上，加载油缸(41)的伸缩端通过定位座(43)安装在动架(4)上，第二传感器(42)套在加载油缸(41)的伸缩杆上；原位校准装置的测力方向与测量组件的测力方向一致。
7.根据权利要求1所述的一种兼容多测量组件布局的矢量力测试装置，其特征在于，至少五个测量组件包括至少三个垂向测量组件(12)、至少一个航向测量组件(8)和至少一个侧向测量组件(14)；至少六个安全限位装置包括至少四个垂向安全限位装置(13)、至少一个航向安全限位装置(9)和至少一个侧向安全限位装置(15)；至少四个原位校准装置包括至少两个垂向原位校准装置(2)、至少一个航向原位校准装置(6)和至少一个侧向原位校准装置(17)。
8.根据权利要求1所述的一种兼容多测量组件布局的矢量力测试装置，其特征在于，每个测量组件的安装位置均在动架(4)范围内尽可能远离另一个测量组件的安装位置。
9.一种兼容多测量组件布局的矢量力测试装置的使用方法，使用如权利要求1-8任一所述的一种兼容多测量组件布局的矢量力测试装置，其特征在于，包括以下步骤：
10.根据权利要求9所述的一种兼容多测量组件布局的矢量力测试装置的使用方法，其特征在于，步骤四后，拆卸所有的测量组件，根据另一组测试设计，按照步骤二的方式安装相应设计数量的测量组件在设计的安装位置上，然后重复步骤三和步骤四，得到更多的测量组件分力，并且不会受到前一组测试设计的测量组件位置影响。
...【技术特征摘要】
1.一种兼容多测量组件布局的矢量力测试装置，其特征在于，包括整体试验台架、动架(4)和中心加载装置(10)，整体试验台架包括定架(1)、设在定架(1)的四个角下方的承力柱体(3)、和设在动架(4)两边的航向承力架(7)，中心加载装置(10)设在模拟发动机装置(11)的后端，用于给模拟发动机装置(11)提供模拟矢量力；动架(4)与模拟发动机装置(11)按照发动机固定连接方式进行连接固定；整体试验台架与动架(4)上的垂向、航向和侧向均设有相互对位且布满表面的安装接口；至少五个测量组件通过不同的安装接口连接在整体试验台架与动架(4)之间，测试整体试验台架与动架(4)在不同位置和不同方向的矢量力；至少六个安全限位装置通过不同的安装接口连接在测试整体试验台架与动架(4)之间，让测试整体试验台架与动架(4)之间的相对移动限定在安全范围内；至少四个原位校准装置通过不同的安装接口连接在测试整体试验台架与动架(4)之间，完成对应安装方向上的测量组件校准。
2.根据权利要求1所述的一种兼容多测量组件布局的矢量力测试装置，其特征在于，动架(4)为框架形状结构，包括前框架结构、后框架结构和横梁，前框架结构和后框架结构通过两侧的横梁连接；模拟发动机装置(11)设在前框架结构、后框架结构和横梁围成的空间内，并与动架(4)固定连接。
3.根据权利要求2所述的一种兼容多测量组件布局的矢量力测试装置，其特征在于，模拟发动机装置(11)后端通过刚性后吊点(16)与后框架结构连接，刚性后吊点(16)模拟航空发动机安装中真实的刚性后吊结构；模拟发动机装置(11)中前端两个侧面分别通过两个主支点(5)与两个横梁连接，主支点(5)的连接结构模拟航空发动机安装中真实的主支点连接结构。
4.根据权利要求1所述的一种兼容多测量组件布局的矢量力测试装置，其特征在于，测量组件包括安装座(21)、挠性件(22)和第一传感器(23)，第一传感器(23)的测试方向两端分别连接两个挠性件(22)，两个挠性件(22)的另一端连接安装座(21)，安装座(21)能够在测试整体试验台架和动架(4)的安装接口上安装固定与拆卸；挠性件(22)使第一传感器(23)只测量单一方向的力。
5.根...
【专利技术属性】
技术研发人员：王会彬，张巍，林山，金镜，
申请(专利权)人：中航工程集成设备有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。