一种旋翼天平装试验台复合加载现场校核装置及方法与流程

本发明属于直升机模型旋翼试验
技术领域：
，具体涉及一种旋翼天平装试验台复合加载现场校核装置及方法。
背景技术：
：旋翼天平是旋翼系统进行六分量力和力矩测量的专用设备，是旋翼试验的关键测量系统。旋翼天平装试验台其测量精度和准度会由于机械间隙和装配等因素影响，试验前对旋翼天平进行现场校核是必须开展的工作。目前国内对旋翼天平装试验台后的现场校准主要是弹簧秤或重物进行单方向力加载，无法进行大载荷加载，并且无法对旋翼天平六分量产生的耦合进行校核；同时校核精度低。本方法通过设计一种旋翼天平装试验台复合加载现场校核装置及方法，实现旋翼天平装试验台后的大量程加载和复合加载，采集复合加载载荷和旋翼天平实际测量值，通过数据的对比分析检查旋翼天平系数输入是否存在问题，判定旋翼天平装试验台后的系统精度和准度。技术实现要素：本发明的目的：针对现有技术中的问题，提出一种旋翼天平装试验台复合加载现场校核装置及方法，能够实现旋翼天平升力、侧向力、航向力、俯仰力矩和滚转力矩装试验台后的复合加载，采集复合加载载荷和旋翼天平测量载荷，通过数据的对比分析检查旋翼天平系数输入是否存在问题，判定旋翼天平装试验台后的系统精度和准度。本发明的技术方案：为了实现上述发明目的，根据本发明的第一方面，提供一种旋翼天平装试验台复合加载现场校核装置，其特征在于，包括：旋翼天平1，位于装置底部，用于旋翼系统的六力素测量；桨毂2，所述桨毂2垂直放置于所述旋翼天平1上部；刚性组件3，所述刚性组件3一端高度可调节地与所述桨毂2中心相连，另一端与所述作动筒4相连；作动筒4，所述作动筒4包括位于沿垂直方向设置的第一作动筒41、沿航向设置的第二作动筒42、沿侧向设置的第三作动筒43；所述第一作动筒41固定于所述刚性组件3正上方，其中心与所述桨毂2同轴，所述第一作动筒41的输出轴一端与所述刚性组件3上端面刚性固定连接；所述第二作动筒42固定于所述刚性组件3正上方航向一侧，其中心与航向中心同轴，所述第二作动筒42输出轴一端与所述刚性组件3刚性固定连接；所述第三作动筒43固定于所述所述刚性组件3正上方侧向一侧，其中心与侧向中心同轴，所述第三作动筒43输出轴一端与所述刚性组件3刚性固定连接。在一个可能的实施例中，所述作动筒4选用力闭环作动筒，所述力闭环作动筒输出轴端具有力传感器。在一个可能的实施例中，所述旋翼天平1包括力传感器。根据本发明的第二方面，提供一种旋翼天平装试验台复合加载现场校核方法，采用上述装置，其特征在于，具体包括如下步骤：s1：将所述刚性组件3一端安装于所述桨毂2中心，其另一端分别与所述第一作动筒41、第二作动筒42、第三作动筒43连接；s2：根据旋翼天平量程范围，确定旋翼天平侧向力fx、升力fy、航向力fz的加载范围，并通过以下公式式一计算所述刚性组件3上端面与所述旋翼天平1上表面的距离l：l＝mx/fx式一其中mx为旋翼天平滚转力矩范围；s3：在对旋翼天平进行加载前，采集旋翼天平各方向力和力矩的初读数fx0、fy0、fz0、mx0、mz0；s4:由所述第一作动筒41对旋翼天平加载升力fy1，并采集对应的旋翼天平测得的升力fy2；s5：将采集的旋翼天平测得的升力fy2减去旋翼天平升力方向初读数fy0，再与所述作动筒41加载力fy1进行校核误差分析，根据下式式二计算旋翼天平升力误差ε1；ε1＝(fy2-fy0-fy1)/fy1*100％式二s6：由所述第二作动筒42对旋翼天平加载航向力fz1，对应加载俯仰力矩mz1,mz1根据下式式三计算：mz1＝fz1*l式三并采集对应状态的旋翼天平航向力fz2和俯仰力矩mz2；s7：将采集的旋翼天平航向力fz2减去旋翼天平航向力方向初读数fz0，俯仰力矩mz2减去旋翼天平俯仰力矩初读数mz0，再分别与所述作动筒41加载力fz1、mz1进行误差分析；根据下式式四计算旋翼天平航向力误差ε2：ε2＝(fz2-fz0-fz1)/fz1*100％式四根据下式式五计算俯仰力矩误差ε3：ε3＝(mz2-mz0-mz1)/mz1*100％式五s8：由所述第二作动筒43对旋翼天平加载力fx1，对应加载俯仰力矩mx1，mx1根据下式式六计算：mx1＝fx1*l式六并采集对应状态的旋翼天平航向力fx2和俯仰力矩mx2；s9：将采集的旋翼天平侧向力fx2减去旋翼天平侧向力方向初读数fx0，滚转力矩mx2减去旋翼天平滚转力矩初读数mx0，再与分别所述作动筒41加载力fx1、mx1进行误差分析；根据下式式七计算旋翼天平侧向力误差ε4：ε4＝(fx2-fx0-fx1)/fx1*100％式七根据下式式八计算滚转力矩误差ε5：ε5＝(mx2-mx0-mz1)/mx1*100％式八s10：验证ε1、ε2、ε3、ε4、ε5的误差范围是否符合校准要求，如果符合则校准通过；反之则校准不通过。在一个可能的实施例中，在所述步骤s2中，所述旋翼天平侧向力fx、升力fy、航向力fz加载范围不超过所述旋翼天平量程范围的80％。在一个可能的实施例中，在所述步骤s2中，也可以通过以下公式式九计算所述刚性组件3上端面与所述旋翼天平1上表面的距离为l：l＝mz/fz式九其中mz为旋翼天平俯仰力矩。在一个可能的实施例中，在所述步骤s4中，对旋翼天平同时施加所述第一作动筒41对旋翼天平进行加载力fy1，所述第二作动筒42对旋翼天平进行加载力fz1，所述第二作动筒43对旋翼天平进行加载力fx1，采集旋翼天平升力fy2、航向力fz2、侧向力fx2、俯仰力矩mz2、滚转力矩mx2。在一个可能的实施例中，在所述步骤s10中，校准要求为ε1、ε2、ε3、ε4、ε5的误差范围不超过1％。本发明的有益效果：本发明提供一种旋翼天平装试验台复合加载现场校核装置及方法，能够实现对旋翼天平装试验台后的复合加载，采集复合加载载荷和旋翼天平测量，通过数据的对比分析检查旋翼天平系数输入是否存在问题，确保旋翼天平装试验台后的系统精度和准度。附图说明图1为本发明装置结构示意图；图2为本发明方法流程图；其中：1-旋翼天平；2-桨毂；3-刚性组件；41-第一作动筒；42-第二作动筒；43-第三作动筒。具体实施方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。如图1所示，一种旋翼天平装试验台复合加载现场校核装置，其特征在于，包括：旋翼天平1，位于装置底部，用于旋翼系统的六力素测量；桨毂2，所述桨毂2垂直放置于所述旋翼天平1上部；刚性组件3，所述刚性组件3一端高度可调节地与所述桨毂2中心相连，另一端与所述作动筒4相连；作动筒4，所述作动筒4包括位于沿垂直方向设置的第一作动筒41、沿航向设置的第二作动筒42、沿侧向设置的第三作动筒43；所述第一作动筒41固定于所述刚性组件3正上方，其中心与所述桨毂2同轴，所述第一作动筒41的输出轴一端与所述刚性组件3上端面刚性固定连接；所述第二作动筒42固定于所述刚性组件3正上方航向一侧，其中心与航向中心同轴，所述第二作动筒42输出轴一端与所述刚性组件3刚性固定连接；所述第三作动筒43固定于所述所述刚性组件3正上方侧向一侧，其中心与侧向中心同轴，所述第三作动筒43输出轴一端与所述刚性组件3刚性固定连接。所述作动筒4选用力闭环作动筒，所述力闭环作动筒输出轴端具有力传感器。所述旋翼天平1包括力传感器。如图2所示，一种旋翼天平装试验台复合加载现场校核方法，以某旋翼天平进行装试验台复合加载现场校核为例，其步骤如下：首先，该旋翼天平量程如下：表1某旋翼天平量程分量fyfxfzmzmx设计载荷9600n850n620n620n·m850n·m根据旋翼天平量程确定刚性组件3力加载中心距旋翼天平上板距离为l＝mz/fz＝1米；根据旋翼天平量程，按加载载荷不超过旋翼天平载荷的80％确定旋翼天平复合加载现场校核载荷为：fy1＝7680n；fx1＝680n；fz1＝496n。对应加载的力矩：mx1＝680n·mmz1＝496n·m在对旋翼天平加载前，采集旋翼天平各方向力和力矩的初读数fx0＝0；fy0＝0；fz0＝0；mx0＝0；mz0＝0。对旋翼天平由第一作动筒41加载力fy1＝7680n；由第二作动筒42加载力fz1＝496n，对应加载力矩mz1＝496n·m；由第三作动筒加载力fx1＝680n，对应加载力矩mx1＝680n·m。采集旋翼天平载荷fy2＝7700n；航向力fz2＝500n；侧向力fx2＝683n；俯仰力矩mz2＝501n·m；滚转力矩mx2＝683n·m。通过理论加载载荷fy1，fz1，fx1，mz1；mx1旋翼天平实际测量载荷的差值，计算旋翼天平各分量复合加载误差如下：ε1＝(fy2-fy0-fy1)/fy1*100％＝0.28％ε2＝(fx2-fx0-fx1)/fx1*100％＝0.8％ε3＝(mx2-mx0-mz1)/mx1*100％＝1％ε4＝(fz2-fz0-fz1)/fz1*100％＝0.44％ε5＝(mz2-mz0-mz1)/mz1*100％＝0.44％以上误差范围均未超过1％，校准通过。以上所述，仅为本发明的具体实施例，对本发明进行详细描述，未详尽部分为常规技术。但本发明的保护范围不局限于此，任何熟悉本
技术领域：
的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。当前第1页12