（精）全尺寸栅格舵铰链力矩天平研制

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1、万方数据第26卷第1期实验流体力学V01．26。No．12012年02月JournalofExperimentsinFluidMechanicsFeb．。2012文章编号：1672—9897(2012)01—0079—04O全尺寸栅格舵铰链力矩天平研制陈建中1’2，易国庆2，彭超2，谭显慧2(1．北京航空航天大学航空科学与工程学院，北京100191；2．中国空气动力研究与发展中心，四J1I绵阳621000)摘要：为准确获取带控制系统全尺寸栅格舵的静、动态铰链力矩数据，分析舵控系统性能，需要研制强度、刚度、灵敏度及抗电磁干扰能力均符合试验要求的风洞侧壁支撑天平。栅格舵法向

2、力大，铰链力矩小，且试验平台限制了天平结构的长度，导致天平在载荷匹配与元件布置方面有较大难度。通过有限元分析技术优化天平结构，在适量放大铰链力矩载荷设计指标的基础上，采用法兰盘代替传统的锥连接，天平各元件串联布局等手段，成功研制出了满足试验要求的天平。试验结果显示，模型静、动态试验数据规律良好，天平的动态响应能力及对小量铰链力矩的测量满足试验需求。关键词：天平；栅格舵；铰链力矩；有限元分析；动态响应中图分类号：V211．72文献标识码：ADevelopmentofthehingemomenttestbalanceforagridfinfullscalemodelCHEN

3、Jian-zhon91“，YIGuo—qin92，PENGCha02，TANXian-hui2(1．BeijingUniversityofAeronautics&Astronautics，Beijing100191。China；2．ChinaAero—dynamicsResearch＆DevelopmentCenter，MianyangSichuan621000，China)Abstract：Inordertoobtainstaticanddynamichingemomentdataofafullscalegridfinwithcontrollingsystem，ana

4、lyzecapabilityoftheruddercontrollingsystem，awindtunnelbalancewasneededtodevelop．Theintension，stiffness，sensitiveandwithstandingelectromagnetismin—terferencecapabilityofthebalancemustsatisfythetestrequirements．Thenormalforceofthemodelwaslargeandhingemomentwassmall。andthe1engthofthebalance

5、waslimitedbytestplatform．Thatleadstodifficultdesignonloadmatchingandelementdisposal．Dependingonfi—niteelementanalyzingtechnique，thebalancewasdevelopedsuccessfullybasedonzoomingoutthehingemomentdata。usingflangetrayinsteadofwimbleconnection，andelementinserieslay-out．Thestaticanddynamicresu

6、ltsshowedthattheorderlinessandcoherenceofthedatawereallright．Thedynamicresponseandthesmallhingemomenttestcapabilitycouldsatisfythetestre-quirement．Keywords：balance；gridfin；hingemoment；finiteelementanalysis；dynamicresponse引言格栅舵是由外部框架和内部众多的薄格壁布置成框架形式或蜂窝形式的空间多升力面系统，见图1。作为一种新型的气动控制舵面，在中国自主研制

7、的飞行器中的应用尚属空白，对其气动性能尤其是舵控系统操纵性能的认识缺乏工程实用经验。为研究某飞行器带控制系统全尺寸栅格舵的气动特性，评估舵控系统性能，气动中心在FL-24(1．2m×1．2m)风洞构建了单独栅格舵全尺寸模型带控制系统试验平台，并开展了相应试验技术研究。法向力大，铰链收稿日期：2011-03—13；修订日期：2011—08-17(a)框架式(b)蜂窝式图1格栅翼的两种形式Fig．1Twostylesofgadfin万方数据：：耋登鎏竺盘兰!!!，，!』尘呈：兰：：主力矩小是栅格舵模型载荷的一大特点，开展高速风洞试验研究的瓶颈