Аэродинамические весы

 

Ма 148261

Класс 42k, 20

62с, 32

СССР

13.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВМДЕТ1=ЛЬСТВУ

Подписная группа Л0 172

В. H. Овчинников

АЭРОДИНАМИЧЕСКИЕ ВЕСЫ

Заявлено 5 августа 1961 г. за М 740917/26 в Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Опубликовано в .<Бюллетене изобретений» М 12 за 1962 г.

Известны аэродинамические весы, обеспечивающие дистанционную передачу измеряемых механических вепичин, со струнными датчиками и электронным блоком, которые используются в качестве преобразователей механической величины в электрическую.

Предлагаемые аэродинамические весы отличаются от известных тем, что обеспечивают повышенную точность измерений и получение результатов измерений непосредственно в единицах измеряемой величины. Это преимущество предлагаемых весов достигнуто тем, что в и их использована силопреобразующая система, геометрически подобная системе, воспринимающей усилие, и связанная с ней посредством электродвигателя с центробежным механизмом, который преобразует электрические сигналы в динамическое усил|ие.

Для переноса начала координат выбранной для отсчета системы в соответствии с заданной схемой действующих сил, преобразующая система снабжена телескопическим узлом и передвижной кареткой.

Предлагаемые аэродинамические весы могут быть использованы для снятия аэродинамических характеристик моделей летательных аппаратов в аэродинамических трубах и газодинамических установках.

На фиг. 1 показана схема установки испытуемого объекта в аэродинамической трубе; на фиг. 2 — система дистанционного силопреобразования; на фиг. 3 — система силовозбуд ителей., В основу устройства предлагаемых весов положено применение дистанционной силовой моделирующей системы с использованием струнного преобразователя силы в частоту в комбинации с обратным преобразователем частоты в силу, позволяющим воспроизвести в нужиом масштабе и с высокой точностью систему основных сил, действующих на объект испытаний и жесткую державку.

Обдуваемый потоком аэродинамической трубы объект 1 испытаний жестко закрепляют на стержневой державке 2. Действующие на № 148261 объект испытаний и воспринимаемые державкой 2 аэродинамические нагрузки ХУ и момент М уравновешиваются реакциями стержней 8 4 и 5. Последние, являясь силовыми звеньями измерительной системы, передают нагрузку к силопреобразователыным элементам б, 7 и 8, преобразующим силу,в частоту собственных колебаний струны, Передаваемая, например, стержнем 3 сила Р, воспринимается рычагом 9, подвешенным своим концом к струне 10. Последняя, совершая колебания вместе с якорем электромагнитного датчика 11, воздействует на электрический контур системы преобразования силы в частоту.

Электрические сигналы датчика 11 поступают в электронный блок 12, где в результате надлежащего усиления вырабатывается переменный ток для питания синхронного двигателя 18 центробежного силовозбудителя. Скорость вращения двигателя, определяемая частотой переменного тока, изменяется в соответствии с натяжением струны. Вращаемый двигателем центробежный элемент 14 преобразует скорость вращения, а в конечном очете и частоту колебаний струны в динамическое усилие на выходном звене 15 силовозбудителя. Возможность преобразования сил, изменяющих также и свой знак, обеспе ивае ся пружинами 16 и 17, создающими необходимое предваритсльное натяжение, Система силовозбудителей 18, 19 и 20 установлена на дистанционном моделирующем устройстве и через стержни 21, 22 и 28 создает нагружение жесткого телескопического узла 24 в соответствии с натяжением элементов 6, 7 и 8 под действием и-.ì åðÿåì. ûõ нагрузок, .воспринимаемых объектом 1 испытаний и стержневой державкой 2. При этом установка стержней 21, 22 и 23 0Tносительно узла 24 выполняется с условием cTporoI u coo. IIo eIIè геомсTpHчсского подобия установке сТер>Кней 8, 4 и 5 относительно стержневой дер>кавки 2 весов. Кроме этого, все оилопреобразовательные системы должны иметь одинаковые коэффициенты преобразования силы Pi в силу Р2, При таких условиях нагружения узла 24 равновесие его доститается действием приведенной к точке 0 системы сил Х и У и момента М, являющихся в конечном счете дистанционно преобразованными силами Х и У и моментом М действующими на объект 1 испытаний. Для измерения значений Х, Г и М используется многокомпонентный силоизмерительный узел, включающий плавающую раму 25, подвешенную к измерительным элементам н>, силовых звеньях 26, 27, 28, 29, 30, 81 и 32, имеющих сочленения на чувствительных шарнирах. С узлом 24 плавающая рама жестко связана червячным механизмом 88.

На базе изложенного принципа силового моделирова ния получается измерительная система, располагающая следующими возможностями выбора осей координат и переноса их начала.

При фиксированном угловом положении телескопического узла 24 имеет место измерение в;связанных осях координат.

Переход к поточным осям осуществляется поворотом узла 24 и системы силовозбудителей синхронно с изменением угла атаки объекта 1. Для этого используются сельсины-приемники 84 и 85, работающие от общего .сельсина-датчика 86, подключенного к валу приводного двигателя 87 механизма изменения угла атаки объекта 1, поворачиваемого относительно точки 0 при выдвижении дугообразной стойки 18.

Сельсин 84 поворачивает телескопический узел 24 относителыно . Очки 0, а сельсин 85 синхронно выполняет поворот вокруг той же точки систем силовозбудителей, установленных на общей опоре 89, перемеIlIàåìoé вместе с выдвижной дугообразной стойкой 40. Последняя вьдвигается механизмом 41 синхронно с таким же движением стойки 33 во время изменения угла атаки объекта 1. № 1482б1

Н б еобходимыи в ряде случаев перенос начала координат вдоль продольной оси объекта испытаний осуществляется подачей с помощью ходового винта 42 передвижной опоры 39 по направляющей 48, жестко связанной со стойкой 40. Одновременно с этим происходит перемещение наружной детали телескопического узла 24 по штоку, жестко связанному с механизмом ЗЗ. Для последующего приведения устройства в рабочее состояние детали телескопического узла должны быть стянуты зажимом 44.

Предмет изобр етения

1. Аэродинамические весы, содержащие воспринимающую систему, струнный частотный датчик и электронный блок, о т л и ч а ю щ и е с я тем, что, с целью повышения точности измерений и получения результатов измерений непосредственно в единицах измеряемой величины, в них использована силопреобразующая система, геометрически подобная системе, воспринимающей усилие, и связанная с ней посредством электродвигателя с центробежным механизмом, преобразующим электрические сигналы в динамическое усилие.

2. Аэродинамические весы по п. 1, о т л и ч а ю щ и е с я тем то с целью переноса начала координат выбранной пля отсчета системы осей в соответствии с заданной схемой действующих сил, силопреобразующая система снабжена телескопическим узлом и передвижной кареткой.

13 № 148261

Составитель описания В. А. Иванов

Редактор А. И. Дышельман Техред T. П. Курилко Корректор Ю. М. Федулова

Поди, к печ, З.VIII-62 г Формат бум. 70X108 /i Объем 0,35 изд. л.

Зак. 6988 Тираж 1000 Цена 4 коп.

ЦБТИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва Центр, М. Черкасский пер., д. 2/6, Типография ЦБТИ, Москва, Петровка, 14.