一种飞机副油箱颤振模型

摘要

本发明涉及航空试验领域，具体涉及一种飞机副油箱颤振模型，至少可以解决目前的颤振模型存在俯仰和偏航模态耦合不易辨识、刚度调节不便的问题。本发明的飞机副油箱颤振模型中，将副油箱模型三个方向刚度进行解耦，便于在试验中进行侧平、偏航以及俯仰三个模态的辨识；并且，通过对应设置的三个可更换的弹簧片分别模拟副油箱侧平、俯仰和偏航三个模态频率；还可以通过更换弹簧片而调整副油箱模型某一模态的频率，便于在试验中针对副油箱模型进行频率调节，节省了试验经费和时间。

说明书

技术领域

本发明涉及航空试验领域，具体涉及一种飞机副油箱颤振模型。

背景技术

为了延长飞行时间，飞机常常会在机翼下悬挂副油箱，不过，副油箱的 设置会对飞机的颤振特性产生很大影响；因此，为了在地面上研究副油箱产 生的影响，目前是采用风洞试验方法，并且是用副油箱颤振模型来模拟副油 箱；在进行此类飞机颤振模型设计时，根据需求会要求模拟副油箱侧平、俯 仰和偏航三个模态。

以往是采取组合梁架的形式模拟副油箱这三个方向的刚度，会存在俯仰 和偏航模态耦合不易辨识、刚度调节不便等问题。并且，副油箱颤振模型只 使用配重来模拟副油箱的质量和惯量特性，并未考虑副油箱内燃油晃动对飞 机颤振特性的影响，往往导致试验结果的准确性。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述至少一个技术问题，提供一种飞机副油箱 颤振模型。

本发明的技术方案是：

一种飞机副油箱颤振模型，包括：

通用挂架梁，沿垂直于所述通用挂架梁轴线方向在其两端端部的顶面处 分别具有突出的第一固定部和第二固定部，所述第一固定部和第二固定部的 远离所述通用挂架梁的一端分别铰接在机翼模型的底部，两个铰接点的旋转 轴线均与所述通用挂架梁的轴线平行，且所述两个铰接点的旋转轴线的延长 线重合；

侧平弹簧片，呈板状，位于所述第一固定部和第二固定部之间，与所述 第一固定部和第二固定部平行，所述侧平弹簧片一端可拆卸地固定在所述通 用挂架梁上，另一端可拆卸地固定在所述机翼模型的底部；

专用挂架梁，与所述通用挂架梁平行；

旋转支臂，包括第一连接部和第二连接部，所述第一连接部铰接在所述 专用挂架梁顶部中间位置，所述第一连接部铰接点的旋转轴线同时穿过所述 专用挂架梁的轴线和所述通用挂架梁的轴线，且垂直于所述专用挂架梁的轴 线，所述第二连接部铰接在所述通用挂架梁底部，所述第二连接部铰接点的 旋转轴线垂直于所述通用挂架梁的轴线和所述专用挂架梁的轴线构成的平 面；

偏航弹簧片，呈板状，一端可拆卸地固定在所述通用挂架梁的具有所述 第一固定部的一端端部，所述偏航弹簧片的另一端可拆卸地固定在连接片上， 所述偏航弹簧片的轴线与所述通用挂架梁的轴线平行，且所述偏航弹簧片的 轴线在所述专用挂架梁上的投影与所述专用挂架梁的轴线重合；

俯仰弹簧片，呈U形，包括相平行的第一弹片和第二弹片，所述第一弹 片的底部可拆卸地固定在所述连接片上，所述第二弹片可拆卸地固定在所述 专用挂架梁上，且所述第一弹片与所述通用挂架梁平行；

副油箱模型，通过第一支臂和第二支臂固定设置在所述专用挂架梁底部， 所述副油箱模型的轴线在所述专用挂架梁上的投影与所述专用挂架梁的轴线 重合，且所述副油箱模型内部具有燃油腔，所述副油箱模型的侧面具有与所 述燃油腔连通的通孔，用于注油或排油。

可选地，所述机翼模型的底部固定设置有两个支座，所述通用挂架梁的 所述第一固定部和第二固定部分别铰接在所述两个支座上。

可选地，所述旋转支臂的第二连接部在所述通用挂架梁底部的铰点位置， 位于所述第一固定部与所述侧平弹簧片之间的所述通用挂架梁上。

可选地，所述俯仰弹簧片的第二弹片通过弹簧支臂可拆卸地固定在所述 专用挂架梁上。

可选地，所述俯仰弹簧片的U形开口朝向所述旋转支臂。

可选地，所述俯仰弹簧片的第二弹片在所述专用挂架梁上的连接点位置 以及所述旋转支臂的第一连接部在所述专用挂架梁上的铰点位置，均位于所 述第一支臂以及所述第一支臂在所述专用挂架梁上的连接点位置之间。

可选地，所述副油箱模型包括嵌套安装的外壳和内箱，所述外壳和所述 内箱的轴线重合，所述燃油腔位于所述内箱中；

所述外壳和所述内箱之间设置有两个卡环，两个卡环固定套设在所述内 箱外环面上，所述第一固定部和第二固定部均贯穿所述外壳后分别与所述两 个卡环固定连接，且所述外壳与所述第一固定部和第二固定部之间相接触的 部分进行固定连接。

可选地，所述副油箱模型的侧面所述通孔贯穿所述外壳，并设置有口盖 进行密封。

本发明的有益效果：

本发明的飞机副油箱颤振模型中，通过将副油箱模型三个方向刚度进行 解耦，便于在试验中进行侧平、偏航以及俯仰三个模态的辨识；并且，还通 过对应设置的三个可更换的弹簧片分别模拟副油箱侧平、俯仰和偏航三个模 态频率，可以通过更换弹簧片而调整副油箱模型某一模态的频率，便于在试 验中针对副油箱模型进行频率调节，节省了试验经费和时间。

附图说明

图1是本发明未设置副油箱模型的飞机副油箱颤振模型的结构示意图；

图2是本发明飞机副油箱颤振模型的结构示意图；

图3是本发明一种实施例的副油箱模型的结构示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的 描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的 要素。

如图1和图2所示，本发明提供的飞机副油箱颤振模型，包括通用挂架 梁1、专用挂架梁3、副油箱模型8以及设置在它们之间的侧平弹簧片2、旋 转支臂4、偏航弹簧片5以及俯仰弹簧片7等部件。

通用挂架梁1可以采用多种适合的结构，并且沿垂直于通用挂架梁1轴 线方向在其两端端部的顶面处分别具有突出的第一固定部11和第二固定部 12。其中，第一固定部11和第二固定部12的远离通用挂架梁1的一端分别 铰接在机翼模型(未示出)的底部，两个铰接点的旋转轴线均与通用挂架梁1 的轴线平行，且两个铰接点的旋转轴线的延长线重合。需要说明的是，本发 明中提到的铰接可以采用多种已知的适合的结构形式，例如可以采用销轴(旋 转轴)与轴承相配合的方式，具体结构不再赘述；另外，上述旋转轴线是指 上述销轴的轴线。

进一步，还可以在机翼模型的底部固定设置有两个支座13，通用挂架梁 1的第一固定部11和第二固定部12分别铰接在两个支座13上。

侧平弹簧片2呈板状，位于第一固定部11和第二固定部12之间，与第 一固定部11和第二固定部12平行；侧平弹簧片2一端通过螺栓连接等可拆 卸方式(后续提到的“可拆卸地固定”结构均相同)固定在通用挂架梁1上， 另一端同样是可拆卸地固定在机翼模型的底部。其中，侧平弹簧片2主要用 于模拟副油箱侧平模态频率，可以通过更换侧平弹簧片2而调整副油箱模型8 某一模态的频率，便于在试验中针对副油箱模型8进行频率调节。

专用挂架梁3可以采用多种适合的结构，与通用挂架梁1平行。

旋转支臂4包括第一连接部41和第二连接部42，且第一连接部41可以 垂直于第二连接部42。第一连接部41铰接在专用挂架梁3顶部中间位置，第 一连接部41铰接点的旋转轴线同时穿过专用挂架梁3的轴线和通用挂架梁1 的轴线，且垂直于专用挂架梁3的轴线。第二连接部42铰接在通用挂架梁1 底部，第二连接部42铰接点的旋转轴线垂直于通用挂架梁1的轴线和专用挂 架梁3的轴线构成的平面。

另外，旋转支臂4的第二连接部42在通用挂架梁1底部的铰点位置，位 于第一固定部11与侧平弹簧片2之间的通用挂架梁1上。

偏航弹簧片5呈板状，一端可拆卸地固定在通用挂架梁1的具有第一固 定部11的一端端部，偏航弹簧片5的另一端可拆卸地固定在连接片6上；另 外，偏航弹簧片5的轴线与通用挂架梁1的轴线平行，且偏航弹簧片5的轴 线在专用挂架梁3上的投影与专用挂架梁3的轴线重合。其中，偏航弹簧片5 主要用于模拟副油箱偏航模态频率，可以通过更换偏航弹簧片5而调整副油 箱模型8某一模态的频率，便于在试验中针对副油箱模型8进行频率调节。

俯仰弹簧片7呈U形，包括相平行的第一弹片71和第二弹片72，第一 弹片71和第二弹片72通过U形部进行连接。第一弹片71的底部可拆卸地固 定在连接片6上，第二弹片72可拆卸地固定在专用挂架梁3上，且第一弹片 71与所述通用挂架梁1平行；另外，俯仰弹簧片7的U形开口朝向旋转支臂 4。其中，连接片6可以采用多种适合的结构。进一步，俯仰弹簧片7的第二 弹片72通过弹簧支臂73可拆卸地固定在专用挂架梁3上，且弹簧支臂73液 可以采用多种适合的结构。

副油箱模型8用于模拟飞机副油箱结构，可以采用已知的多种适合的结 构；副油箱模型8是通过第一支臂81和第二支臂82固定设置在专用挂架梁3 底部，副油箱模型8的轴线在所述专用挂架梁3上的投影与所述专用挂架梁3 的轴线重合。且副油箱模型8内部具有燃油腔，副油箱模型8的侧面具有与 燃油腔连通的通孔，用于注油或排油。

俯仰弹簧片7的第二弹片72在专用挂架梁3上的连接点位置以及旋转支 臂4的第一连接部41在专用挂架梁3上的铰点位置，均位于第一支臂81以 及第一支臂82在专用挂架梁3上的连接点位置之间。

进一步，副油箱模型8包括嵌套安装的外壳85和内箱83，外壳85和所 述内箱83的轴线重合，燃油腔位于内箱83中。

外壳85和内箱83之间设置有两个卡环84，两个卡环84固定套设在内箱 83外环面上；第一固定部11和第二固定部12均贯穿外壳85后分别与两个卡 环84固定连接，且外壳85与第一固定部11和第二固定部12之间相接触的 部分进行固定连接。副油箱模型8的侧面通孔贯穿外壳85，并设置有口盖86 进行密封，同时可以调节燃油的多少以满足不同试验状态的需求。

另外，如图3所示，还可以在内箱83外环面的每个卡环84外侧再分别 设置卡环84，例如两侧各设置一个，即一共是四个，且四个卡环84之间通过 加强肋87进行连接，增加稳定性能。

本发明的飞机副油箱颤振模型中，整个试验颤振模型通过支座13固定于 机翼模型上，通用挂架梁1通过侧平旋转轴与支座13铰接，通用挂架梁1可 以绕侧平旋转轴旋转，模拟副油箱的侧平模态，并利用侧平弹簧片2来提供 侧平方向的刚度；旋转支臂4上端通过俯仰旋转轴与通用挂架梁1铰接，下 端通过偏航旋转轴与专用挂架梁3铰接，从而通过绕偏航旋转轴和俯仰旋转 轴旋转分别模拟副油箱的偏航和俯仰模态，对应的利用偏航弹簧片5和俯仰 弹簧片7来提供偏航和俯仰方向的刚度。

本发明的飞机副油箱颤振模型中，通用挂架梁1的各铰接点设置在不同 的位置，从而将副油箱模型8三个方向刚度进行解耦，便于在试验中进行侧 平、偏航以及俯仰三个模态的辨识；并且，还通过对应设置的三个可更换的 弹簧片分别模拟副油箱侧平、俯仰和偏航三个模态频率，还可以通过更换弹 簧片而调整副油箱模型8某一模态的频率，便于在试验中针对副油箱模型8 进行快捷的频率调节，节省了试验经费和时间；最后，还能通过在副油箱模 型8中注入燃油，以验证副油箱燃油晃动对飞机颤振特性的影响，使得试验 结果的准确性更高。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限 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。因此，本发明的保 护范围应以所述权利要求的保护范围为准。