RU180290U1

RU180290U1 - Stand simulator of the aileron control system of an aerodynamic model of an airplane

Info

Publication number: RU180290U1
Application number: RU2017132946U
Authority: RU
Inventors: Олег Евгеньевич Барышников; Владимир Дмитриевич Вермель; Александр Вячеславович Левицкий; Сергей Яковлевич Севостьянов; Антон Олегович Шардин; Леонид Леонидович Чернышев
Priority date: 2017-09-21
Filing date: 2017-09-21
Publication date: 2018-06-08

Abstract

Полезная модель относится к области экспериментальной аэродинамики летательных аппаратов и может быть использована при исследованиях на стенде вне аэродинамических труб характеристик аэродинамических моделей (АДМ). Стенд-имитатор системы управления элероном аэродинамической модели, содержащий силовой каркас, гидропривод и датчик перемещений, установленные на силовом каркасе узел нагружения элерона, тензовесы, фрагмент консоли крыла, кронштейн для крепления испытуемого элерона к фрагменту консоли крыла.Стенд позволяет провести предварительные испытания отклоняемого элерона вне аэродинамической трубы с имитацией нагрузок примерно равных, действующих на отклоняемый элерон в процессе трубных испытаний, проверить работу системы управления, имитируя испытания по заданной программе. 8 ил.The utility model relates to the field of experimental aerodynamics of aircraft and can be used in studies on the stand outside the wind tunnels of the characteristics of aerodynamic models (ADM). A simulator of the aileron control system of an aerodynamic model containing a power frame, hydraulic actuator and a displacement sensor mounted on the power frame of the aileron loading unit, a tensile weights, a fragment of the wing console, an arm for attaching the tested aileron to a fragment of the wing console. The stand allows preliminary tests of the deflected aileron outside a wind tunnel with simulated loads approximately equal to those acting on the deflected aileron during pipe tests, check the operation of the control system, Rui tests according to a given program. 8 ill.

Description

Полезная модель относится к области экспериментальной аэродинамики летательных аппаратов и может быть использована при исследованиях на стенде вне аэродинамических труб характеристик аэродинамических моделей (АДМ). При испытаниях аэродинамической модели в аэродинамической трубе (АДТ) с наддувом рабочей части (р=2,5 атм.) имитация отклонения элеронов - основных управляющих поверхностей в крейсерском полете производится переустановкой на кронштейнах. Для этого прекращается продувка, стравливается давление, операторы переустанавливают элероны, затем осуществляется наддув рабочей части, устанавливается поток, снимаются данные экспериментальной точки и т.д.The utility model relates to the field of experimental aerodynamics of aircraft and can be used in studies on the stand outside the wind tunnels of the characteristics of aerodynamic models (ADM). When testing the aerodynamic model in a wind tunnel (ADT) with a supercharged working part (p = 2.5 atm.), The ailerons - the main control surfaces in cruising flight are imitated by reinstalling on the brackets. To do this, the purge stops, the pressure is released, the operators reinstall the ailerons, then the working part is pressurized, the flow is established, the experimental point data is taken, etc.

Для отработки кинематики управляющих механизмов отклонения рулевых поверхностей аэродинамической модели самолета при разных скоростях потока в АДТ были созданы система управления на основе гидравлического привода. Необходимым условием ее дальнейшей разработки являются исследования и отработка на специальном стенде, создающим условия нагружения аналогичные действующим на элерон аэродинамической модели во время трубного эксперимента. Стенд-имитатор системы управления элероном на основе гидропривода оснащен специальной аппаратурой для измерения параметров углов отклонения элерона, а также действующих на него нагрузок.To work out the kinematics of the control mechanisms for deflecting the steering surfaces of the aerodynamic model of the aircraft at different flow rates, a control system based on a hydraulic drive was created in the ADT. A necessary condition for its further development is research and development on a special bench that creates loading conditions similar to those applied to the aileron aerodynamic model during a pipe experiment. The hydraulic simulator aileron control system simulator is equipped with special equipment for measuring the parameters of the aileron deflection angles, as well as the loads acting on it.

Известна «Установка для измерения осевых сил в гидродинамической передаче», защищенная авторским свидетельством SU №989185, МПК F15B 19/00, 1983 г., которая может быть использована для измерения осевых сил в гидродинамических передачах. Установка содержит рычаги, расположенные на входном и выходном валах и измерительное устройство, установка не имеет необходимых для работы устройств и специального оборудования, и не может выполнять функции стенда для дистанционного управления элероном.The well-known "Installation for measuring axial forces in a hydrodynamic transmission", protected by copyright certificate SU No. 989185, IPC F15B 19/00, 1983, which can be used to measure axial forces in hydrodynamic transmissions. The installation contains levers located on the input and output shafts and a measuring device, the installation does not have the necessary devices and special equipment for operation, and cannot serve as a stand for remote control of the aileron.

Наиболее близким к заявленному техническому решению является «Стенд для испытания гидродинамических передач», защищенный авторским свидетельством SU №1 011 922 F15B 19/00 (2000.01), F16H 41/00 (2000.01), содержащий испытуемую передачу, гидросистему подпитки, нагрузочное устройство. Данный стенд мог выполнять функции стенда для дистанционного управления элероном, но не имел специального оборудования.Closest to the claimed technical solution is the "Stand for testing hydrodynamic transmissions", protected by copyright certificate SU No. 1 011 922 F15B 19/00 (2000.01), F16H 41/00 (2000.01), containing the test gear, hydraulic feed system, load device. This stand could serve as a stand for remote control of the aileron, but did not have special equipment.

Задачей и техническим результатом предлагаемой полезной модели является создание стенда-имитатора системы управления элероном аэродинамической модели самолета не только позволяющего элерону аэродинамической модели самолета поворачиваться относительно своей оси на положительные и отрицательные углы согласно программе испытаний, но и имитировать нагрузки сопоставимые с действующими на отклоняемую рулевую поверхность (элерон) аэродинамической модели самолета в процессе экспериментальных исследований в аэродинамической трубе.The objective and technical result of the proposed utility model is to create a simulator bench for the aileron control system of an aerodynamic model of an aircraft that not only allows the aileron of the aerodynamic model of the aircraft to rotate around its axis by positive and negative angles according to the test program, but also simulate loads comparable to those acting on the deflected steering surface ( aileron) aerodynamic model of the aircraft in the process of experimental research in a wind tunnel.

Решение задачи и технический результат достигаются тем, что стенд-имитатор системы управления элероном аэродинамической модели, содержащий силовой каркас, гидропривод и датчик перемещений, дополнительно содержит установленные на силовом каркасе узел нагружения элерона, тензовесы, фрагмент консоли крыла, кронштейн для крепления испытуемого элерона к фрагменту консоли крыла.The solution of the problem and the technical result are achieved by the fact that the simulator stand of the aileron control system of the aerodynamic model, which contains the power frame, hydraulic drive and displacement sensor, additionally contains an aileron loading unit, ten-weight scales, a wing console fragment, an arm for attaching the tested aileron to the fragment wing console.

На фиг. 1 показан стенд с силовым каркасом, установленным на плите, на каркасе закреплены фрагмент консоли крыла с отклоняемой рулевой поверхностью (элероном), тяги, тензовесы и узел нагружения.In FIG. Figure 1 shows a stand with a power frame mounted on a plate; a fragment of a wing console with a deflectable steering surface (aileron), traction, tensile weights, and a loading unit are fixed on the frame.

На фиг. 2 показана отклоняемая рулевая поверхность - элерон, установленная при помощи кронштейнов и осей, позволяющих отклоняться рулевой поверхности на крыле, и тензовесы.In FIG. Figure 2 shows a tiltable steering surface — an aileron mounted with brackets and axles that allow the steering surface to deviate on the wing, and a tensile weights.

На фиг. 3 показаны фрагмент консоли крыла, гидроцилиндр, датчик перемещений, тяга, вилка, тензовесы.In FIG. Figure 3 shows a fragment of a wing console, a hydraulic cylinder, a displacement sensor, a thrust, a fork, and a tensile weights.

На фиг. 4 показаны тензовесы с узлами крепления к отклоняемой поверхности и тяге.In FIG. Figure 4 shows a tensile weights with attachments to a deflected surface and traction.

На фиг. 5 показаны гидроцилиндр, датчик перемещений, тяга, вилка, тензовесы, рулевая поверхность.In FIG. 5 shows a hydraulic cylinder, a displacement sensor, a thrust, a fork, a strain gauge, a steering surface.

На фиг. 6 показан узел нагружения и кронштейн для крепления элерона (рулевой поверхности).In FIG. 6 shows the loading unit and the bracket for mounting the aileron (steering surface).

На фиг. 7 показан элерон в крайнем верхнем положении (+25°).In FIG. 7 shows the aileron in its highest position (+ 25 °).

На фиг. 8 показан элерон в крайнем нижнем положении (-25°), (на фиг. 7 и 8 не показаны пружины и балки).In FIG. 8 shows the aileron in its lowest position (-25 °), (springs and beams are not shown in FIGS. 7 and 8).

Силовой каркас стенда системы управления элероном АДМ самолета состоит из двух балок 2 (см фиг. 1), соединенных с основанием 3 в нижней их части. К верхним частям балок 2 прикреплен фрагмент консоли крыла 5, с установленным на нем элероном 4. Таким образом, фрагмент консоли крыла 5 замыкает балки 2 в их верхних частях. Все соединения элементов каркаса - болтовые. В основании силового каркаса предусмотрено крепление силового каркаса стенда к монтажной плите 1 при проведении испытаний. (См фиг. 1). Элерон 4 установлен на консоль крыла 5 при помощи кронштейнов с осями 9, в которых расположены шариковые радиальные однорядные подшипники. Это обеспечивает минимальное трение при повороте элерона 4 на требуемые углы отклонения (-25°÷+25°). Поворот элерона 4 относительно своей оси осуществляется гидроцилиндром 7 через промежуточную тягу 13, соединенную с вилкой 16 тензовесов 6 (См фиг. 1, 2, 3). Тензовесы 6 служат для замера усилий, действующих на элерон 4 и жестко закреплены на нем посредством узла крепления 17 винтами. (См. фиг. 4, 5).The power frame of the aileron ADM control system of the aircraft consists of two beams 2 (see Fig. 1) connected to the base 3 in their lower part. A fragment of the wing console 5 is attached to the upper parts of the beams 2, with an aileron 4 mounted on it. Thus, a fragment of the wing console 5 closes the beams 2 in their upper parts. All connections of the frame elements are bolted. The base of the power frame provides for the fastening of the power frame of the stand to the mounting plate 1 during testing. (See FIG. 1). Aileron 4 is mounted on the wing console 5 using brackets with axles 9, in which the ball radial single row bearings are located. This ensures minimal friction when turning aileron 4 by the required deflection angles (-25 ° ÷ + 25 °). The aileron 4 is rotated about its axis by the hydraulic cylinder 7 through the intermediate rod 13 connected to the plug 16 of the ten weights 6 (See Figs. 1, 2, 3). Tennis scales 6 are used to measure the forces acting on the aileron 4 and are rigidly fixed to it by means of the attachment point 17 screws. (See. Fig. 4, 5).

Имитацию действующей нагрузки при проведении стендовых испытаний осуществляют при помощи узла нагружения 8 (фиг. 6).Simulation of the current load when conducting bench tests is carried out using the load node 8 (Fig. 6).

Он состоит из штанг 18, рычагов 15, пружин 19, опор 20 и кронштейна 14. Рычаги 15 имеют возможность поворачиваться в своих опорах при перемещениях элерона 4. Соединение штанг 18 с элероном 4 осуществляется через рычаги 15 с помощью кронштейна 14. В конструкцию узла нагружения 8 введены четыре пружины сжатия 19, работающие попарно при отклонении элерона вверх и вниз от нейтрального положения. Пружины 19 обеспечивают усилие эквивалентное эксплуатационному шарнирному моменту, действующему на элерон 4 в аэродинамической трубе. Штанги загрузочного устройства могут поворачиваться в опорах 20 вокруг своих осей, обеспечивая качательное движение. При этом изменяется расстояние от осей рычагов 15 до осей опор 20 и происходит обжатие пружин 19, создающих противодействующую нагрузку (см. фиг. 6).It consists of rods 18, levers 15, springs 19, supports 20 and bracket 14. The levers 15 have the ability to rotate in their supports when moving the aileron 4. The connection of the rods 18 with aileron 4 is carried out through the levers 15 using the bracket 14. In the design of the loading unit 8 introduced four compression springs 19, working in pairs when the aileron deviates up and down from the neutral position. The springs 19 provide a force equivalent to the operational articulated moment acting on the aileron 4 in the wind tunnel. The rods of the loading device can be rotated in the supports 20 around their axes, providing a swinging movement. In this case, the distance from the axes of the levers 15 to the axes of the supports 20 changes and the compression of the springs 19, which create an opposing load, occurs (see Fig. 6).

При подаче рабочей жидкости под давлением в соответствующие полости гидроцилиндра 7 происходит выпуск или уборка его штока 10. На конце штока 10 установлена на резьбе вилка 12. Движение штока 10 передается через вилку 12 на передаточную тягу 13, расположенную под углом к оси штока 10 гидроцилиндра 7. Второй конец тяги 13 соединен с вилкой 16 тензовесов 6, закрепленной на элероне 4. Наконечники тяги соединены с вилками штока 10 и тензовесов 6 цилиндрическими осями, обеспечивающими их поворот относительно друг другаWhen the working fluid is supplied under pressure into the corresponding cavities of the hydraulic cylinder 7, the rod 10 is released or cleaned. At the end of the rod 10, a fork 12 is mounted on the thread. The movement of the rod 10 is transmitted through the fork 12 to the transfer rod 13, which is located at an angle to the axis of the rod 10 of the hydraulic cylinder 7 The second end of the rod 13 is connected with a fork 16 of the ten weights 6, mounted on the aileron 4. The ends of the rod are connected with the forks of the rod 10 and the weights 6 of the cylindrical axes, ensuring their rotation relative to each other

Работа стенда происходит следующим образом. По командам с датчика перемещений 11 (см. фиг. 3) шток гидроцилиндра 10 выдвигается для обеспечения требуемых углов отклонения элерона 4 вверх. Тяга 13 сдвигается вперед и через вилку 16 тензовесов 6, перемещает кронштейн 14, который поворачивает элерон 4 относительно своей оси. При этом штоки 18 загрузочного устройства 8 выдвигаются и проворачиваются относительно своих осей вслед за движением элерона 4. В процессе движения штоков 18 происходит обжатие пружин 19, создающее противодействующую нагрузку на элерон 4. (См. фиг. 5, 6, 7). Для поворота элерона 4 от нейтрального положения вниз шток гидроцилиндра 10 убирается, кинематические элементы стенда совершают движения, аналогичные движениям при повороте элерона 4 вверх, но противоположного направления. (См. фиг. 8). The work of the stand is as follows. On commands from the displacement sensor 11 (see Fig. 3), the hydraulic cylinder rod 10 extends to provide the required deflection angles of the aileron 4 up. The rod 13 is moved forward and through the plug 16 of the tensile weights 6, moves the bracket 14, which rotates the aileron 4 about its axis. In this case, the rods 18 of the loading device 8 are extended and rotated relative to their axes following the movement of the aileron 4. During the movement of the rods 18, the compression of the springs 19 occurs, which creates a counteracting load on the aileron 4. (See. Fig. 5, 6, 7). To rotate the aileron 4 from the neutral position down, the rod of the hydraulic cylinder 10 is removed, the kinematic elements of the stand make movements similar to those when the aileron 4 is turned upward, but in the opposite direction. (See FIG. 8).

Стенд позволяет провести предварительные испытания отклоняемого элерона вне аэродинамической трубы с имитацией нагрузок примерно равных, действующих на отклоняемый элерон в процессе трубных испытаний, проверить работу системы управления, имитируя испытания по заданной программе.The stand allows you to conduct preliminary tests of the deflected aileron outside the wind tunnel with a simulated load of approximately equal acting on the deflected aileron in the process of pipe tests, to verify the operation of the control system, simulating the tests according to a given program.

Claims

A simulator of the aileron control system of an aerodynamic model, comprising a power frame, hydraulic drive and a displacement sensor, characterized in that it further comprises an aileron loading unit, tenders, a fragment of the wing console, an arm for attaching the tested aileron to a fragment of the wing console.