Устройство для измерения аэродинамических сил

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ссвз Советских

СсЦиалистическик

Республик

Зависимое от авт. свидетельспва №

Заявлено 29.Xl l.1965 (№ 1045908/26-10) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 26.I.1967. Бюллетень № 4

Дата опубликования описания 29Х.1967

Кл, 42к, 7/05

NI7K б 01!

УДК 531.781(088.8) Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Автор изобретения

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ АЭРОДИНАМИЧЕСКИХ СИЛ

Известны устройства для измерения аэродинамических сил, действующих на модели летательных аппаратов при эксперименте в аэродинамических трубах, содержащие электромагнитный преобразователь со струной, связанной с рычагом, воспринимающим через шток аэродинамическую силу, усилитель мощности и ценгробежный силовозбудитель, состоящий из упругих элементов и четырехзвенника с грузиками. Четырехзвенник закреплен одной своей стороной жестко на валу, а другой — на подвижной раме, прикрепленной к внутренним кольцам упругих элементов, наружные кольца которых жестко установлены в корпусе силовозбудителя.

Описываемое устройство отличается от известных тем, что в нем наружные кольца упругих элементов силовозбудителя соединены с внутренними кольцами при помощи параллельных рядов проволочных связей, разнесенных в осевом í-правлении. Проволочные связи одного ряда выполнены изогнутыми, а другого — прямыми. Это позволяет повысить точность измерения аэродинамической силы путем получения квадратичной зависимости возбу>кдаемой силы от угловой скорости вращения грузиков.

На фиг. 1 показано описываемое устройство; на фиг. 2 и 3 — упругий элемент центробежного силовозбудителя.

Устройство состоит из рычага 1, соединенного одним своим концом со штоком 2, а другим со струной 3, электромагнитного преобразователя 4, усилителя мощности 5, синхронного двигателя б, измерительного элемента 7, четырехзвенника 8, грузиков 9, вала 10, шарикоподшипника 11, подвижной рамы 12, упругого элемента 18, корпуса 14, втулки 15.

При изменении аэродинамической силы Р>

10 меняется и натяжение струны 3. В результате меняется и скорость вращения синхронного двигателя и, следовательно, скорость вращения грузиков центробежного силовозбудителя.

При этом изменяется центробежная сила Р>, 15 действующая на вращающиеся грузики.

Центробежные силы грузиков уравновешиваются реакциями С и С., плеч четырехзвенника (см. фиг. 1). Но так как четырехзвенник с одной стороны жестко закреплен на валу

20 силовозбудителя, реакции С отводятся на этот вал и по нему замыкаются на корпус. Реакции С. с четырехзвенника посредством втулки

15 передаются на внутреннее кольцо шарикового подшипника 11, Шариковый подшипник

25 наружным своим кольцом жестко закреплен во внутреннем кольце 1б упругого элемента.

Так как в осевом направлении упругие элементы имеют весьма малую жесткость, то под воздействием усилий от реакций С,. внутрен3Q нее кольцо упругого элемента, а вместе с ним и жестко на нем закрепленная подвижная рамка 12, имеют возможность сместиться вверх вдоль вала силовозбудителя, что и происходит, если к подвйжной раме не приложить уравновешивающего усилия от измерительно- 5 го элемента 7.

Из этого видно, что измеряемое усилие передается через упругие элементы 13.

Прямые проволочные связи 17 (см. фнг. 2 и 3) закреплены в наружном и внутреннем 10 кольцах упругого элемента таким образом, что воспринимают крутящий момент одного направления, а изогнутые проволочные связи

18 закреплены в обратном направлении так, что воспринимают крутящий момент противо- 15 положного направления. Последний значительно меньше первого, так как проволочные связи второго ряда имеют излом (т. е. они мяг е прямых). Благодаря именно такому закреплению при помощи двух рядов проволочных свя- 20 зей наружное и внутреннее кольца упругого проволочного элемента при приложении ооковой силы падежноцентрированыодноотносптельпо другого.

При приложении боковой силы Р„внутрен- 25 нее кольцо 16 упругого элемента будет стремиться повернуться вокруг точки 19. Этому движению центра внутреннего кольца от концентричного положения его относительно наружного кольца упругого элемента, изгибаясь, 30 будут противодействовать проволочные связи.

Поэтому благодаря упругости проволочных связей и происходит надежное центрирование внутреннего и наружного колец упругого элемента. 35

Как видно из сказанного выше, упругий проволочный элемент по-разному воспринимает крутящий момент в зависимости от его направления. Такое его свойство позволяет при приложении к упругому элементу осевой па- 40 грузки за счет некоторого выпрямления изогнутых связей (так как они менее жестки, чем прямые) внутреннее кольцо имеет возможность, поворачиваясь относительно собственной оси в сторону меньшей жесткости, плавно опускаться. При этом прямые проволочные связи, изгибаясь в поперечном направлении, пе препятстгуют этому опусканию с одновременным ег0 поворотом вокруг своей оси.

Температурные и гистерезисные факторы в упругом проволочном элементе практически отсутствуют из-за большой длины проволочных сгязей и малого их диаметра.

Предмет изобретения

Устройство для измерения аэродинамических сил, действующих на модели летательных аппаратов при эксперименте в аэродинамических трубах, содержащее электромагнигный преобразователь со струной, связанной с рычагом, воспринимающим через шток аэродинамическую силу, усилитель мощности и центробежный силовозбудитель, состоящий из упруги.;. элементов и четырехзвенника с грузиками, закрепленного одной своей стороной жестко на валу, а другой — на подвижной раме, прикрепленной к внутренним кольцам упругих элементов, наружные кольца которых жестко установлены в корпусе силовозбудителя, отличаюи(ееея тем, что, с целью повышения точности измерения аэродинамической силы путем получения квадратичной зависимости возбуждаемой силы от угловой скорости вращения грузиков, в нем наружные кольца упругих элементов силовозбудителя соединены с внутренними кольцами при помощи параллельных рядов проволочных связей, разнесенных в осевом направлении, причем проволочные связи одного ряда выполнены изогнутыми, а другого — прямыми.