尾翼展开部件测力天平技术研究

　　0　引　　言

　　在风洞中进行尾翼展开部件测力实验是导弹风洞实验的一个重要部分,该实验技术主要用于测量尾翼展开部件在高速流场中所受的法向力和相对折叠轴的扭矩,提供尾翼高速展开过程需要克服的最大气动力,并找出受力最大时候的相对折叠角,为型号设计提供了可靠的气动数据。

　　1　实验天平

　　1·1　天平结构

　　图1是实验所用的两分量的片式天平结构图,采用这种结构,主要考虑是把天平埋入在测量的舵片内,因此天平要尽量得薄,并且由于测量的系统放大倍数的限制,要求输出的信号要尽量得大,并且各元之间的干扰要尽量得小,因此也要考虑天平的结构分配;该天平上面梁测量力,下边的梁测量力矩;天平一端与测量的舵片固定,一端与变换的角度块固定,与测量舵片的固定采用2个锥销,并用舵面的另一面压紧,与角度块固定的部分用压紧螺钉顶紧。

　　1·2　天平量程

　　为进行本项实验,航天空气动力技术研究院专门设计、制作了6台专用部件测力天平。其中3台量程分别为50 N、1·6 N·m,编号为2、4、4A;另外3台量程稍大,分别为80 N、2·1 N·m,编号为1、3、3A。

　　1·3　天平静校

　　为了校正该天平,专门设计了针对该类片式天平的静校架,如图2所示,为了减轻重量,材料为铝合金,加载采用的是三点加载法,A和B两点加载产生MX,A+B和C三点加载产生Y和MZ,由于MX的量是非常的小的,A和B两点加载只是个检测的作用,检测一下MX对其他两元的干扰为多大。加载的砝码采用的是每块0·1 kg的砝码块,共计12块,用12块砝码来进行倒换,产生不同的力和力矩,校出二分量的天平公式的主系数和干扰系数。

　　上述天平中,1、3、3A天平为量程大的天平, 2、4、4A天平为量程小的天平,天平的桥压为6·154 7 V。在实验中用了4支天平,另外2支因为导线的绝缘问题没有用,4支天平的漂移30 min内小于30μV,每个元开零与停零基本相差30μV以内,满足国军标的有关要求,因此没有作温度补偿。实验中一次测量了3个舵片的气动载荷,每个天平的显示曲线很是规律,符合理论分析的要求。

　　1·5　天平连线方式及干扰情况

　　设计时尽管将舵片的铰链轴和天平的对称轴设计的基本重合,但经过计算和实验分析,在不同攻角和不同马赫数下,舵片上的压心还是会在舵片上移动,为了克服铰链力矩对其它测量元的干扰,我们采用了6种不同的天平组桥方式,最后采用了方案6的方法,铰链力矩对其他元的干扰量比较小,约为0·04%。

　　2　实验的风洞设备与模型