Устройство для испытаний двухсекционных рулевых поверхностей самолета

 

Изобретение относится к испытательному оборудованию и предназначено для ресурсных испытаний двухсекционных рулевых поверхностей самолета, работающих в серворулевом режиме. Целью изобретения является приближение условий к эксплуатационным за счет имитации результирующей аэродинамической нагрузки на основную и дополнительную секции рулевой поверхности с отслеживанием вектора нагрузки при положительном и отрицательном углах отклонений. Устройство для испытаний рулевых поверхностей самолета снабжено четырьмя параллелограммными механизмами. Три из них выполнены с общим звеном, в котором установлен нагрузочный цилиндр 6 основной секции с двумя шатунами, каждый из которых образован жестко связанными между собой четырьмя звеньями 2, 3, 4, 5, установленными шарнирно в месте их соединения на основании 1, и с тремя объединяющими звеньями 7, 11, 12, связанными с соответствующими свободными концами звеньев шатунов. Объединяющее звено 7 первого параллелограммного механизма связано через тягу 8 с основной секцией 10 рулевой поверхности. А четвертый параллелограммный механизм выполнен с двумя шатунами, каждый из которых образован жестко связанными между собой двумя звеньями 13, 14, связанными шарнирно в месте их соединения со свободными концами объединяющих звеньев 11, 12 второго и третьего параллелограммных механизмов, и с двумя объединяющими звеньями. Одно из объединяющих звеньев 16 связано свободным концом через тягу 17 с дополнительной секцией 19 рулевой поверхности, а в другом - установлен нагрузочный цилиндр 15 дополнительной секции. 3 ил.

Изобретение относится к испытательному оборудованию и предназначено для ресурсных испытаний двухсекционных рулевых поверхностей самолета, работающих в серворулевом режиме. Известно устройство для ресурсных испытаний аэродинамических поверхностей самолета, содержащее раму для крепления испытываемого руля со штатными элементами управления, гидравлический механизм загрузки, включающий загрузочный гидроусилитель, шток которого через промежуточное звено шарнирно соединен с нагрузочным цилиндром, который через рычажную систему соединен с основным звеном испытываемой поверхности. При этом дополнительное звено испытываемой поверхности кинематически связано с золотником гидроусилителя, соединенного с загрузочным гидроусилителем, и с кулачком, нагруженным постоянной силой с помощью цилиндра. Известно также устройство для испытаний двухсекционных рулевых поверхностей самолета, содержащее нагрузочный цилиндр первой секции, ориентированный вдоль равнодействующей аэродинамических сил, действующих на первую секцию, и нагрузочный цилиндр второй секции, кинематически соединенные между собой, а также силовой привод перемещения кинематической проводки. Недостатком этих устройств является то, что они не обеспечивают имитации аэродинамической нагрузки на основную и дополнительную секции испытываемой поверхности с отслеживанием вектора нагрузки при положительном и отрицательном углах отклонения основной и дополнительной секции, что не позволяет обеспечить условия испытаний близкие к эксплуатационным. Целью изобретения является приближение условий испытаний к эксплуатационным за счет имитации результирующей аэродинамической нагрузки на основную и дополнительные секции рулевой поверхности с отслеживанием вектора нагрузки при положительном и отрицательном углах отклонения. Поставленная цель достигается тем, что устройство для испытаний рулевых поверхностей самолета, содержащее соединенные через тяги с основной и дополнительной секциями рулевой поверхности нагрузочные цилиндры, кинематически связанные между собой, и привод перемещения штатной проволоки управления, снабжено четырьмя параллелограммными механизмами, три из них выполнены с общим звеном, с двумя шатунами, каждый из которых образован жестко связанными между собой четырьмя звеньями, установленными шарнирно в месте их соединения на основании, и с тремя объединяющими звеньями, связанными с соответствующими свободными концами звеньев шатунов, при этом объединяющее звено первого параллелограммного механизма связано через тягу с основной секцией рулевой поверхности, а в общем звене установлен нагрузочный цилиндр основной секции, причем четвертый параллелограммный механизм выполнен с двумя шатунами, каждый из которых образован жестко связанными между собой двумя звеньями, связанными шарнирно в месте их соединения со свободными концами объединяющих звеньев второго и третьего параллелограммных механизмов, и с двумя объединяющими звеньями, связанными с соответствующими свободными концами, звеньев шатунов, одно из которых связано свободным концом через тягу с дополнительной секции рулевой поверхности, а в другом установлен нагрузочный цилиндр дополнительной секции. На фиг. 1 показана кинематическая схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - фрагмент блок-схемы управления устройством; на фиг.3 - кинематическая схема устройства в нейтральном и отклоненном положении. Устройство для испытания рулевых поверхностей самолета содержит установленные на основании 1 (фиг.1) шатуны, имеющие попарно одинаковые жестко соединенные между собой звенья 2, 3, 4, 5. Звенья 2 объединены гидроцилиндром 6, (нагрузочным цилиндром основной секции), а звенья 3 объединены звеном 7 с образованием параллелограммного механизма "abcd", который через тягу 8 и рычажную систему 9 связан с основной секцией 10 испытываемой поверхности, также установленной на основании 1. Звенья 4 шатунов объединены звеном 11 с образованием второго параллелограммного механизма "abfg", а звенья 5 объединены звеном 12 с образованием третьего параллелограммного механизма "abhj". На объединяющих звеньях 11 и 12 установлены шатуны, имеющие попарно одинаковые жестко соединенные звенья 13 и 14. Звенья 13 объединены гидроцилиндром 15, (нагрузочным цилиндром дополнительной секции) а звенья 14 объединены звеном 16 с образованием четвертого параллелограммного механизма "klmn". Звено 16 при этом через тягу 17 и рычажную систему 18 соединено с дополнительной секцией 19 испытываемой поверхности. Оси вращения 0 основной секции, 01 дополнительной секции испытываемой поверхности и оси а и b шатунов, а также оси шарниров р крепления гидроцилиндра 6 к звеньям 2 шатунов расположены на одной прямой. А оси вращения 01 дополнительной секции 19 испытываемой поверхности и оси шатунов 1 и k, а также оси шарниров s крепления гидроцилиндра 15 к звеньям 13 также расположены на одной прямой. Основная 10 и дополнительная 19 секции испытываемой поверхности имеют штатную проводку управления, состоящую из качалки 20, пружинной стойки 21 и тяги 22. Качалка 20, при этом, шарнирно соединена со штоком гидроцилиндра 23 имитации перемещения проводки управления, установленного на основании 1. Гидроцилиндры 6, 15 и 23 соединены с программно-временным устройством 24. Тяги 8 и 17 могут быть выполнены в виде измерительного устройства, например в виде электродинамометра. Устройство работает следующим образом (рассматривая случай, когда отклонение основного звена испытываемой поверхности происходит вверх фиг. 3). С программно-временного устройства (ПВУ) 24 (фиг.3) подают сигнал на подачу гидрожидкости в цилиндры 6 и 15 создания соответствующего усилия заданного уровня. После этого подают сигнал на подачу гидрожидкости в цилиндр 23 имитации перемещения штатной проводки управления испытываемых поверхностей. Шток гидроцилиндра 23 перемещает качалку 20, а вместе с ней и штатную проводку управления, перемещаемую основную секцию 10 испытываемой поверхности вверх на угол ϕ ( условно секции 10 и 19 испытываемой поверхности на фиг.3 изображены в виде двух шарнирно соединенных между собой стержней). Одновременно обжимая пружинную стойку 21, качалка 20 перемещает тягу 22, отклоняющую дополнительную секцию 19 испытываемой поверхности в сторону, противоположную отклонению основной секции 10 испытываемой поверхности на угол ϕ₁ . Отклонения основной 10 и дополнительной 19 секций испытываемой поверхности вызывает перемещение параллелограммных механизмов, которые в результате перемещения займут новое положение, а именно - первый параллелограммный механизм займет положение "abc₁d₁", второй параллелограммный механизм "abf₁g₁", третий параллелограммный механизм "abh₁j₁" и четвертый параллелограммный механизм "k₁l₁m₁n₁". В результате этого шарниры крепления р к звеньям 2 переместятся в положение р₁, и уже не будут находиться на одной прямой с шарнирными точками а и b₁, поэтому в точках а и b возникает вращающий момент, воздействующий на шатуны, образованные жестко соединенными звеньями 2, 3, 4, 5. Действие возникающего момента в шарнирах а и b раскладывается по звеньям 3,7 и через тягу 8 передается на основную секцию 10 испытываемой поверхности. Одновременно вращающие моменты возникают в шарнирах k и l шатунов, образованных жестко соединенными звеньями 13 и 14. В результате чего шарниры s крепления гидроцилиндра 15 к звеньям 13 переместятся в положение s₁ и уже не будут находиться на одной прямой с шарнирами k и l. Действие момента возникающего в шарнирах k и l, раскладывается по звеньям 14, 16 и через тягу 17 передается на дополнительную секцию 19 испытываемой поверхности. При перемещении основной 10 и дополнительной 19 секций испытываемой поверхности от нейтрального положения до ϕ и ϕ₁ величина вращающих моментов в шарнирах а, b, k и l возрастает пропорционально увеличению угла отклонения секций 10 и 19, а направление тяг 8 и 17 составляет постоянный по величине угол соответственно с направлением основной 10 и дополнительной 19 секций. При перемещении основной секции 10 и дополнительной 19 в обратном направлении, т. е. при уменьшении углов ϕ и ϕ₁, от максимального до нуля вращающие моменты в шарнирах а, b, k и l уменьшаются, а следовательно, уменьшается и нагрузка на основную 10 и дополнительную 19 секций испытываемой поверхности. Аналогично происходит работа устройства при отклонении основной секции 10 испытываемой поверхности вниз.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ ДВУХСЕКЦИОННЫХ РУЛЕВЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ САМОЛЕТА, содержащее соединенные через тяги с основной и дополнительной секциями рулевой поверхности нагрузочные цилиндры, кинематически связанные между собой, и привод перемещения штатной проводки управления, отличающееся тем, что, с целью приближения условий испытаний к эксплуатационным за счет имитации результирующей аэродинамической нагрузки на основную и дополнительную секции рулевой поверхности с отслеживанием вектора нагрузки при положительном и отрицательном углах отклонения, устройство снабжено четырьмя параллелограммными механизмами, три из них выполнены с общим звеном, с двумя шатунами, каждый из которых образован жестко связанными между собой четырьмя звеньями, установленными шарнирно в месте их соединения на основании, и с тремя объединяющими звеньями, связанными с соответствующими свободными концами звеньев шатунов, при этом объединяющее звено первого параллелограммного механизма связано через тягу с основной секцией рулевой поверхности, а в общем звене установлен нагрузочный цилиндр основной секции, причем четвертый параллелограммный механизм выполнен с двумя шатунами, каждый из которых образован жестко связанными между собой двумя звеньями, связанными шарнирно в месте их соединения со свободными концами объединяющих звеньев второго и третьего параллелограммных механизмов, и с двумя объединяющими звеньями, связанными с соответствующими свободными концами звеньев шатунов, одно из которых связано свободным концом через тягу с дополнительной секцией рулевой поверхности, а в другом установлен нагрузочный цилиндр дополнительной секции.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 23.04.1994

Номер и год публикации бюллетеня: 18-2001

Извещение опубликовано: 27.06.2001        

---