CN115901307A - 一种直升机全机静力试验约束装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于直升机全机静力试验技术，涉及一种直升机全机静力试验约束装置。该方法包括：Z向约束组件、X向约束组件、Y向约束组件、安装板、载荷加载装置；Z向约束组件设置在安装板的安装面上，与试验机的起落架安装点连接，用于约束试验机沿Z轴平动、俯仰、滚转自由度；安装板固定在承力地轨上；X向约束组件，设置在试验机后部，与试验机起落架后中安装点连接，用于约束试验机沿X轴平动的自由度；X向约束组件固定在承力地轨上；Y向约束组件，设置在试验机左侧，与试验机左侧前后两个系留点联接，用于约束试验机沿Y轴平动、偏航自由度；Y向约束组件固定在承力地轨上；载荷加载装置将载荷施加到试验机相应的约束点。
Description
技术领域
本发明属于直升机全机静力试验技术，涉及一种直升机全机静力试验约束装置。
背景技术
在全机静力试验中，约束装置的设计是试验设计的重要因素，正确合理的约束方式是得到准确试验结果的保证。目前，直升机全机静力试验普遍采用悬吊约束的方式进行，将试验机通过升力系统假件上的吊点悬吊在龙门梁上，在试验机其他位置施加试验载荷，升力系统Z向载荷被动加载。悬吊约束能够真实模拟直升机在各种工况下飞行时的受载状态，但带来的问题是试验机姿态难以保证，对多点协调加载的要求较高，一旦载荷不平衡，会导致试验机姿态发生较大变化，进而影响试验数据的准确性和试验安全。采用这种约束方式进行全机静力试验，试验调试难度大，试验过程中试验机姿态变化带来的安全风险也较大。
发明内容
本发明的目的是：
提供一种针对直升机全机静力试验的静定约束装置，解决悬吊约束协调加载过程中试验机姿态变化的问题，同时实现约束点被动载荷监控、约束点其他方向主动载荷的加载功能。
技术方案：
一种直升机全机静力试验约束装置，包括：Z向约束组件、X向约束组件、Y向约束组件、安装板、载荷加载装置；
Z向约束组件设置在安装板的安装面上，与试验机的起落架安装点连接，用于约束试验机沿Z轴平动、俯仰、滚转自由度；安装板固定在承力地轨上；
X向约束组件，设置在试验机后部，与试验机起落架后中安装点连接，用于约束试验机沿X轴平动的自由度；X向约束组件固定在承力地轨上；
Y向约束组件，设置在试验机左侧，与试验机左侧前后两个系留点联接，用于约束试验机沿Y轴平动、偏航自由度；Y向约束组件固定在承力地轨上；
Y向约束组件与X向约束组件都采用转接头与试验机左侧的两个系留点连接，中间串联力传感器，两端具有左旋和右旋内螺纹的螺杆可实现长短调节，通过三角立柱固定在承力地轨上；
载荷加载装置将载荷施加到试验机相应的约束点。
载荷加载装置至少包括：约束点载荷Fx加载装置、起落架限位点载荷Fz、Fy加载装置、起落架限位点载荷Fx加载装置、前约束点载荷Fy加载装置、后约束点载荷Fy加载装置。
Z向约束组件与试验机的起落架安装点一一对应。
Z向约束组件包括：转接件、承载梁、球形接头、端盖、球形底座、六分量力传感器；
转接件在最上端，与试验机起落架安装点联接；承载梁是由型材和钢板焊接而成的梁；球形接头在承载梁下部，与端盖、球形底座装配后，球形接头可沿球心自由转动；六分量力传感器在Z向约束组件的最下端，与球形底座和安装板连接。
转接件下端的螺纹为右旋螺纹，球形接头的螺纹为左旋螺纹，可实现Z向约束组件的长短调节。
X向约束组件和Y向约束组件的结构相同。
X向约束组件包括：转接头、传感器、螺杆、安装座、三角立柱；
转接头是一组单双叉接头，一端与试验机起落架后中安装点联接，另一端与力传感器联接；螺杆的两端分别是左旋和右旋内螺纹，通过旋转螺杆可实现调整X向约束组件长度的功能；安装座是焊接结构的支座，联接在三角立柱上；三角立柱固定在承力地轨上。
承载梁还设置有施加到横向主动载荷加载接头和Y向主动载荷加载接头；
试验机约束点的X向主动载荷通过约束点载荷Fx加载装置施加到横向主动载荷加载接头上；左前、右前约束点的Y向主动载荷通过前约束点载荷Fy加载装置施加到Y向主动载荷加载接头上；后中约束点的Y向主动载荷通过后约束点载荷Fy加载装置施加到横向主动载荷加载接头上。
有益效果：
本发明提供一种针对直升机全机静力试验的静定约束装置，可有效解决悬吊约束协调加载过程中试验机姿态变化问题、悬吊点被动加载导致的主减悬挂载荷偏差问题。升力系统载荷主动加载，主减悬挂载荷模拟准确，试验过程中无需对试验机进行额外的姿态控制，没有姿态变化风险，提高试验安全性，同时，还可实现约束点被动载荷监控、约束点其他方向主动载荷加载的功能。
附图说明
图1为本发明总体结构示意图(右侧视图)。
图2为本发明总体结构示意图(左侧视图)。
图3为本发明Z向约束组件1结构示意图。
图4为本发明X向约束组件2结构示意图。
其中，1-Z向约束组件；1a-转接件；1b-承载梁；1c-球形接头；1d-端盖；1e-球形底座；1f-六分量力传感器；1g-横向主动载荷加载接头；1h-Y向主动载荷加载接头；2-X向约束组件；2a-转接头；2b-力传感器；2c-螺杆；2d-安装座；2e-三角立柱；3-Y向约束组件；4-约束点载荷Fx加载装置；5-起落架限位点载荷Fz、Fy加载装置；6-起落架限位点载荷Fx加载装置；7-安装板；8-前约束点载荷Fy加载装置；9-后约束点载荷Fy加载装置。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述，参阅图1至图4。
一种直升机全机静力试验约束装置，如图1所示，包括：
Z向约束组件1，设置在安装板7的安装面上，数量为3个，分别与试验机3个起落架安装点联接，用于约束试验机沿Z轴平动、俯仰、滚转自由度。安装板7固定在承力地轨上。
Z向约束组件1的组成：转接件1a在最上端，与试验机起落架安装点联接；承载梁1b是由型材和钢板焊接而成的梁；球形接头1c在承载梁1b下部，与端盖1d、球形底座1e装配后，球形接头1c可沿球心自由转动；六分量力传感器1f在Z向约束组件1的最下端，与球形底座1e和安装板7联接。转接件1a下端的螺纹为右旋螺纹，球形接头1c的螺纹为左旋螺纹，可实现Z向约束组件1的长短调节。
X向约束组件2，设置在试验机后部，数量为1个，与试验机起落架后中安装点联接，用于约束试验机沿X轴平动的自由度。X向约束组件2固定在承力地轨上。
X向约束组件2的组成：转接头2a是一组单双叉接头，一端与试验机起落架后中安装点联接，另一端与力传感器2b联接；螺杆2c的两端分别是左旋和右旋内螺纹，通过旋转螺杆2c可实现调整X向约束组件2长度的功能；安装座2d是焊接结构的支座，联接在三角立柱2e上；三角立柱2e固定在承力地轨上。
Y向约束组件3，设置在试验机左侧，数量为2个，分别与试验机左侧前后两个系留点联接，用于约束试验机沿Y轴平动、偏航自由度。Y向约束组件3固定在承力地轨上。
Y向约束组件3的组成与X向约束组件2的组成相似，采用转接头与试验机左侧的两个系留点联接，中间串联力传感器，两端具有左旋和右旋内螺纹的螺杆可实现长短调节，通过三角立柱固定在承力地轨上。
约束点横向主动载荷加载接头1g和约束点Y向主动载荷加载接头1h，是机加而成的加载接头，分别安装在承载梁1b和转接件1a上，可以使Z向约束组件1同时实现对约束点施加X向和Y向主动载荷的功能。
如图1、图2所示，一种直升机全机静力试验约束装置，包括Z向约束组件1、X向约束组件2、Y向约束组件3。
如图3所示，所述Z向约束组件1是由型材和钢板焊接而成的承载梁1b、转接件1a、球形接头1c、六分量力传感器1f组合联接而成。试验时，将Z向约束组件1下端安装至固定在承力地轨的安装板7上，上端与机身起落架约束点联接，为试验机提供Z向约束。转接件1a下端的螺纹为右旋螺纹，球形接头1c的螺纹为左旋螺纹，可实现Z向约束组件1的长短调节，在试验机约束安装时可用于调整试验机水平。由于约束点X向和Y向主动载荷也要施加到Z向约束组件1上，故需将Z向约束组件1所承受的Z向力与其他方向的力分离开，避免测量结果耦合，采用六分量力传感器1f可以实现上述功能。Z向约束组件1的上下两端各有一个铰接点，形成二力杆结构，可保证约束点Z向载荷的准确测量。
如图4所示，所述X向约束组件2是由转接头2a、力传感器2b、螺杆2c、安装座2d、三角立柱2e组合联接而成。试验时，将转接头2a与试验机约束点相联接，将三角立柱2e固定在承力地轨上。X向约束组件的力传感器2b两端各有一个铰接点，形成二力杆结构，可保证约束点X向载荷的准确测量。
Y向约束组件3的组成与X向约束组件2的组成相似。试验时，采用转接头与试验机左侧的两个系留点联接，中间串联力传感器，两端具有左旋和右旋内螺纹的螺杆可实现长短调节，通过三角立柱固定在承力地轨上。Y向约束组件3的力传感器两端各有一个铰接点，形成二力杆结构，可保证约束点Y向载荷的准确测量。
如图1、图2所示，试验时，试验机沿Z轴平动、俯仰、滚转自由度通过Z向约束组件1进行限制；试验机沿X轴平动自由度通过X向约束组件2进行限制；试验机沿Y轴平动、偏航自由度通过Y向约束组件3进行限制。试验机6个自由度、6个约束，试验机约束为静定约束。
试验机约束点的X向主动载荷通过约束点载荷Fx加载装置4施加到横向主动载荷加载接头1g上；左前、右前约束点的Y向主动载荷通过前约束点载荷Fy加载装置8施加到Y向主动载荷加载接头1h上；后中约束点的Y向主动载荷通过后约束点载荷Fy加载装置9施加到横向主动载荷加载接头1g上，解决了后中约束点Y向载荷与起落架限位点载荷Fz、Fy加载装置5、起落架限位点载荷Fx加载装置6的干涉问题。
本发明提供一种针对直升机全机静力试验的静定约束装置，可有效解决悬吊约束协调加载过程中试验机姿态变化的问题，同时，还可实现约束点被动载荷监控、约束点其他方向主动载荷的加载功能。
Claims (8)
1.一种直升机全机静力试验约束装置，其特征在于，包括：Z向约束组件(1)、X向约束组件(2)、Y向约束组件(3)、安装板(7)、载荷加载装置；
Z向约束组件(1)设置在安装板(7)的安装面上，与试验机的起落架安装点连接，用于约束试验机沿Z轴平动、俯仰、滚转自由度；安装板(7)固定在承力地轨上；
X向约束组件(2)，设置在试验机后部，与试验机起落架后中安装点连接，用于约束试验机沿X轴平动的自由度；X向约束组件(2)固定在承力地轨上；
Y向约束组件(3)，设置在试验机左侧，与试验机左侧前后两个系留点联接，用于约束试验机沿Y轴平动、偏航自由度；Y向约束组件(3)固定在承力地轨上；
Y向约束组件(3)与X向约束组件(2)都采用转接头与试验机左侧的两个系留点连接，中间串联力传感器，两端具有左旋和右旋内螺纹的螺杆可实现长短调节，通过三角立柱固定在承力地轨上；
载荷加载装置将载荷施加到试验机相应的约束点。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，载荷加载装置至少包括：约束点载荷Fx加载装置(4)、起落架限位点载荷Fz、Fy加载装置(5)、起落架限位点载荷Fx加载装置(6)、前约束点载荷Fy加载装置(8)、后约束点载荷Fy加载装置(9)。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，Z向约束组件(1)与试验机的起落架安装点一一对应。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，Z向约束组件(1)包括：转接件(1a)、承载梁(1b)、球形接头(1c)、端盖(1d)、球形底座(1e)、六分量力传感器(1f)；
转接件(1a)在最上端，与试验机起落架安装点联接；承载梁(1b)是由型材和钢板焊接而成的梁；球形接头(1c)在承载梁(1b)下部，与端盖(1d)、球形底座(1e)装配后，球形接头(1c)可沿球心自由转动；六分量力传感器(1f)在Z向约束组件(1)的最下端，与球形底座(1e)和安装板(7)连接。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，转接件(1a)下端的螺纹为右旋螺纹，球形接头(1c)的螺纹为左旋螺纹，可实现Z向约束组件(1)的长短调节。
6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，X向约束组件(2)和Y向约束组件(3)的结构相同。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，X向约束组件(2)包括：转接头(2a)、传感器(2b)、螺杆(2c)、安装座(2d)、三角立柱(2e)；
转接头(2a)是一组单双叉接头，一端与试验机起落架后中安装点联接，另一端与力传感器(2b)联接；螺杆(2c)的两端分别是左旋和右旋内螺纹，通过旋转螺杆(2c)可实现调整X向约束组件(2)长度的功能；安装座(2d)是焊接结构的支座，联接在三角立柱(2e)上；三角立柱(2e)固定在承力地轨上。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，承载梁(1b)还设置有施加到横向主动载荷加载接头(1g)和Y向主动载荷加载接头(1h)；
试验机约束点的X向主动载荷通过约束点载荷Fx加载装置(4)施加到横向主动载荷加载接头(1g)上；左前、右前约束点的Y向主动载荷通过前约束点载荷Fy加载装置(8)施加到Y向主动载荷加载接头(1h)上；后中约束点的Y向主动载荷通过后约束点载荷Fy加载装置(9)施加到横向主动载荷加载接头(1g)上。
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| CN202211582469.1A CN115901307A (zh) | 2022-12-09 | 2022-12-09 | 一种直升机全机静力试验约束装置 |
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| CN (1) | CN115901307A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN119509956A (zh) * | 2025-01-20 | 2025-02-25 | 辽宁通用航空研究院 | 飞机储能设备安装结构强度试验装置及试验方法 |
-
2022
- 2022-12-09 CN CN202211582469.1A patent/CN115901307A/zh active Pending
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