一种用于校核误差影响的装置的制作方法

1.本发明属于飞机大气数据系统技术领域,并且具体地涉及一种用于校核飞机表面关键测压区域制造误差影响的试验装置。


背景技术：

2.飞机表面关键测压区域通常包括了全静压探头、静压孔等部分，通过对其获取的相应数据进行换算可以得到飞机飞行的马赫数、总压、静压等关键飞行参数，其测量的准确性直接影响到飞机飞行高度数据的准确性。在实际飞机生产过程中，飞机表面关键测压区域会存在波纹度、台阶和探头安装角等制造偏差，从而对高度测量带来影响。
3.全静压探头和静压孔作为飞机大气数据系统重要的传感器，装机后需对其制造误差开展分析与评估，以用于其在飞机安装位置处存在的位置误差进行补偿和修正。
4.目前常用的评估飞机表面关键测压区域制造偏差的方法有试飞验证、仿真分析以及风洞试验等。在上述这些方法中，试飞验证是一种有效评估全静压探头安装误差的方法，但飞行试验成本高，周期长。采用诸如计算流体动力学(cfd)方法进行的仿真分析也是一种评估探头安装偏差的有效且经济的方法。然而，目前在民机适航取证中，审查方要求飞机制造商采用风洞试验对cfd评估方法进行试验验证，以获得更加精确的评估。
5.因此，需要设计一种对用于风洞试验的飞机表面关键测压区域的制造偏差进行校核的装置。


技术实现要素：

6.为了对用于风洞试验的飞机表面关键测压区域的制造偏差进行校核，本发明设计了一种用于校核误差影响的装置，该装置可在风洞中模拟飞机表面关键测压区域制造偏差(波纹度、探头阶差、探头迎角等)进而获得制造偏差对静压测量的影响。
7.具体地，这种校核误差影响的装置包括：基部；多个支撑件，这些支撑件固定地联接于基部；平台板，该平台板由支撑件支撑并且包括平坦部分和边缘，平坦部分包括试验区域；模拟组件，这些模拟组件可拆卸地安装在平台板的试验区域中，其中，平台板的边缘设计成翼型边缘。平台板的边缘采用了高速翼型头部设计，这使得平台板的上下表面具有良好的气动特性，而平台板的平坦部分使得中央部分处的试验区域的压力分布比较平坦部分，顺流向没有压力梯度，制造误差在这个区域进行研究没有其他干扰因素。
8.在本发明的实施例中，模拟组件包括波纹板组件和探头组件，波纹板组件构造成模拟波纹度对表面压力分布的影响，探头组件构造成模拟制造偏差对静压测量的影响，其中，波纹板组件和探头组件中的任一个可拆卸地安装在所述平台板的所述试验区域中。
9.在本发明的实施例中，波纹板组件包括波纹板底座和波纹板部件，波纹板底座可拆卸地安装在平台板的试验区域中，波纹板部件可拆卸地安装在波纹板底座上。
10.在本发明的实施例中，探头组件包括底座、转盘、波纹板部件和探头，底座可拆卸地安装在平台板上，转盘可旋转地安装在底座上，波纹板部件可拆卸地安装在底座上，并且
探头可拆卸地安装在转盘上。转盘可以旋转以模拟探头的不同迎角。
11.优选地，波纹板部件包括多个波纹板，这些波纹板各自具有不同的规格。在试验过程中，可以更换不同规格的波纹板以模拟波纹度对表面压力分布的影响。
12.优选地，探头组件还包括多个垫片，这些垫片各自具有不同的规格，其中，在探头安装之前，多个垫片中的一个被选择为装配在转盘上。通过更换转盘上不同规格的垫片可调节全静压探头与平台板的阶差以模拟探头的阶差影响。
13.在一种优选的实施例中，试验区域定位在平台板的中央部分处。
14.在一种优选的实施例中，试验区域包括台阶部，以支撑模拟组件。
15.在本发明的实施例中，支撑件包括三对支撑件，其中三对支撑件中的两对支撑件用于支撑平台板，而三对支撑件中的另一对设置在两对支撑件之间，用于测压管路的走线。
16.所描述的用于校核误差影响的装置的额外特征和优点将在下文的详细描述中陈述，并且通过下文对于本领域技术人员显然或者从通过实践本文所描述的实施例而被本领域技术人员认识到，这些描述包括下文的详细描述以及附图说明。
附图说明
17.参考以上目的，本发明的技术特征在下面的权利要求中清楚地描述，并且其优点从以下参照附图的详细描述中显而易见，附图以示例方式示出了本发明的优选实施例，而不限制本发明构思的范围。
18.图1示出了根据本发明的一种实施例的用于校核误差影响的装置的立体透视图，该装置安装有波纹板组件；
19.图2示出了图1所示的用于校核误差影响的装置的正视剖视图；
20.图3示出了图1所示的用于校核误差影响的装置的简化俯视图；
21.图4示出了示出了根据本发明的一种实施例的用于校核误差影响的装置的平台板的简化俯视图，其中移除了波纹板组件；
22.图5示出了根据本发明的一种实施例的用于校核误差影响的装置的立体透视图，该装置安装有探头组件；
23.图6示出了图1所示的用于校核误差影响的装置的正视剖视图；
24.图7示出了图1所示的用于校核误差影响的装置的简化俯视图；
25.图8示出了图7所示的用于校核误差影响的装置的探头组件的底座的简化俯视图；
26.图9示出了据本发明的一种实施例的用于校核误差影响的装置的上表面弦向压力分布；以及
27.图10示出了据本发明的一种实施例的用于校核误差影响的装置的上表面展向压力分布。
28.附图标记
29.1基部
30.2支撑件
31.3平台板
32.4波纹板组件
33.5探头组件
34.31平坦部分
35.32边缘
36.33试验区域
37.34台阶部
38.41波纹板底座
39.42波纹板部件
40.51底座
41.52转盘
42.53探头
43.54垫片
具体实施方式
44.下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明，但并不作为对本发明做任何限制的依据。
45.在本文中使用的方位术语“前”、“后”等是根据本发明的正视图来定义的。具体地，“前”是指在正视图中向左的方向，而“后”是指在正视图中向后的方向。但应当理解的是，下文中的“前”、“后”可以进行互换而不影响对实施例的描述。
46.图1示出了示出了根据本发明的一种实施例的用于校核误差影响的装置的立体图，并且图2示出了图1所示的用于校核误差影响的装置的正视剖视图，图3示出了图1所示的用于校核误差影响的装置的俯视图。
47.如图1-3所示，整个装置由基部1、支撑件2、平台板3和模拟组件组成。在本发明的实施例中，基部1是作为是试验风洞固有设施的风洞地板。多个支撑件2固定地联接于基部1。举例而言，支撑件2可根据实际风洞地板结构设计合适的地板接口以实现固定联接。应当理解的是，其它固定联接方式也是允许的。在本实施例中，具体地参照图1中设计了六个支撑件2，即三对支撑件，其中，这三对支撑件2中的两对支撑件(前支撑件和后支撑件)主要用于支撑平台板3，而另一对支撑件设置在上述两对支撑件之间，以用于测压管路的走线。应当理解的是，尽管本发明示出了三对支撑件2的实施例，但是本领域技术人员可以根据期望设置支撑件的数量，例如三个、四个、五个、七个、八个或更多。
48.优选地，支撑件2可以沿展向和弦向进行布置，使得支撑件2的侧向力受到控制，由此既保证了试验过程中平台板3的变形足够小，又保证了对平台板3的上表面的气动干扰，参考图7和8所示的上表面展向和弦向压力分布。
49.如图所示，平台板3由支撑件2支撑，并且包括平坦部分31和边缘32(图3和4中未示出)，其中，平台板3的包括前边缘和后边缘的边缘32设计成翼型边缘。这种高速翼型边缘的设计使得边缘的压力吸力峰不出现剧烈的陡增或者下降，转捩位置在7％附近，并且使得该平台板3的上下表面在高马赫数时具有良好的气动特性。
50.继续参照附图，并附加地参照图4，平台板3包括试验区域33。该试验区域优选地定位在平台板32的中央部分处，并且试验区域33包括台阶部34，以支撑模拟组件。这种设计使得平台板的中央部分处的试验区域33的压力分布比较平坦，顺流向没有压力梯度，制造误差在这个区域进行研究没有其他干扰因素，实现了精准的控制变量。
51.本发明的实施例的用于校核误差影响的装置的模拟组件可拆卸地安装在平台板3的试验区域33中。模拟组件包括波纹板组件4和探头组件5，其中波纹板组件4用于波纹板测压试验，探头组件5用于全静压探头试验。下文根据附图详细描述这两个组件。
52.图1-3示出了安装有波纹板组件4的用于校核误差影响的装置的实施例。波纹板组件4包括波纹板底座41和波纹板部件42，其中，波纹板底座41可拆卸地安装在平台板3的试验区域33中，而波纹板部件42可拆卸地安装在波纹板底座41上。波纹板部件的表面根据需要布置测压点(图1中可见)以获得波纹板部件表面的压力分布。
53.优选地，波纹板部件42包括多个波纹板，这些波纹板各自具有不同的规格，以在试验过程中更换不同规格的波纹板以模拟波纹度对表面压力分布的影响。
54.在进行波纹板测压试验时，本发明的实施例的用于校核误差影响的装置的安装顺序如下：
55.1)将(例如，三对)支撑件2安装到作为基部1的风洞地板上；
56.2)将平台板3安装在支撑件2上；
57.3)将波纹板底座41安装在平台板3上；
58.4)将波纹板部件42安装在波纹板底座41上；以及
59.5)根据试验需求更换步骤4)中的不同规格的波纹板分别进行试验。
60.图5-8示出了安装有波纹板组件4的用于校核误差影响的装置的实施例。在进行全静压探头安装误差校核试验时，在平台板3中央的试验区域33中的波纹板组件4更换为探头组件5。具体地，探头组件5包括底座51、转盘52、波纹板部件42和探头53(在本实施例中为全静压探头)，其中，底座51可拆卸地安装在平台板上，转盘52可旋转地安装在底座51上，波纹板部件42可拆卸地安装在底座51上，并且探头53可拆卸地安装在所述转盘52上，优选地，波纹板部件42定位在探头53下方。转盘52可以旋转以模拟探头53的不同迎角。
61.同样优选地，波纹板部件42包括多个波纹板，这些波纹板各自具有不同的规格，以在试验过程中更换不同规格的波纹板以改变波纹度。还优选地，探头组件5还包括多个垫片54，这些垫片54各自具有不同的规格，其中，在安装探头53之前，可以选择多个垫片54中的一个装配到转盘52上以模拟全静压探头53的不同阶差。
62.通过改变转盘52的角度，可实现探头53角度的变换以模拟全静压探头53的迎角偏差影响；通过更换转盘上不同规格的垫片54可调节探头53与平台板3的阶差以模拟探头53的阶差影响；探头53下方安装不同规格的波纹板以模拟探头53下方波纹度对静压测量的影响。
63.在进行全静压探头试验时，本发明的实施例的用于校核误差影响的装置的安装顺序如下：
64.1)将(例如，三对)支撑件2安装到作为基部1的风洞地板上；
65.2)将平台板3安装在支撑件2上；
66.3)将底座51安装在平台板3上；
67.4)将转盘52安装在底座51上并在转盘52上选装合适的垫片54；
68.5)将全静压探头53安装在转盘52上；
69.6)将波纹板部件42安装在底座51上；
70.7)根据试验需求更换步骤4)中不同规格的垫片以改变全静压探头53的阶差；
71.8)根据试验需求调节步骤5)中的转盘52的角度以改变全静压探头53的迎角；以及
72.9)根据试验需求更换步骤6)中的探头53下方的波纹板的规格以改变全静压探头53下方区域的波纹度。
73.本发明的用于校核误差影响的装置具有如下优点：
74.1)平台板的头部采用了高速翼型头部设计，使得头部的压力吸力峰不出现剧烈的抖增或者下降，转捩位置在7％附近，平台板的上下表面具有良好的气动特性；
75.2)平台板的中央部分处的试验区域的压力分布比较平坦，顺流向没有压力梯度，制造误差在这个区域进行研究没有其他干扰因素，实现了精准的控制变量；
76.3)支撑件进行了展向和弦向的布置，控制了支撑件部的侧向力，既保证试验过程中平台板的变形足够小，又保证了对上表面的气动干扰。
77.虽然以上结合了较佳实施例对本发明的结构和安装方法进行了说明，但是本技术领域中的普通技术人员应当认识到，上述示例仅是用来说明的，而不能作为对本发明的限制。因此，可以对本发明进行修改和变型，这些修改和变型都将落在本技术所附权利要求书所限定的范围之内。

技术特征：
1.一种用于校核误差影响的装置，所述用于校核误差影响的装置包括：基部；多个支撑件，所述支撑件固定地联接于所述基部；平台板，所述平台板由所述支撑件支撑，所述平台板包括平坦部分和边缘，所述平坦部分包括试验区域；以及模拟组件，所述模拟组件可拆卸地安装在所述平台板的所述试验区域中，其中，所述平台板的边缘设计成翼型边缘。2.如权利要求1所述的用于校核误差影响的装置，其特征在于所述模拟组件包括波纹板组件和探头组件，所述波纹板组件构造成模拟波纹度对表面压力分布的影响，所述探头组件构造成模拟制造偏差对静压测量的影响，其中，所述波纹板组件和所述探头组件中的任一个可拆卸地安装在所述平台板的所述试验区域中。3.如权利要求2所述的用于校核误差影响的装置，其特征在于所述波纹板组件包括波纹板底座和波纹板部件，所述波纹板底座可拆卸地安装在所述平台板的所述试验区域中，所述波纹板部件可拆卸地安装在所述波纹板底座上。4.如权利要求2所述的用于校核误差影响的装置，其特征在于，所述探头组件包括底座、转盘、波纹板部件和探头，所述底座可拆卸地安装在所述平台板上，所述转盘可旋转地安装在所述底座上，所述波纹板部件可拆卸地安装在所述底座上，并且所述探头可拆卸地安装在所述转盘上。5.如权利要求4所述的用于校核误差影响的装置，其特征在于，所述探头组件还包括多个垫片，所述多个垫片各自具有不同的规格，其中，在所述探头安装之前，所述多个垫片中的一个被选择为装配在所述转盘上。6.如权利要求3或4所述的用于校核误差影响的装置，其特征在于，所述波纹板部件包括多个波纹板，所述多个波纹板各自具有不同的规格。7.如权利要求1所述的用于校核误差影响的装置，其特征在于，所述试验区域定位在所述平台板的中央部分处。8.如权利要求1所述的用于校核误差影响的装置，其特征在于，所述试验区域包括台阶部，以支撑所述模拟组件。9.如权利要求1所述的用于校核误差影响的装置，其特征在于，所述支撑件包括三对支撑件，其中所述三对支撑件中的两对支撑件用于支撑所述平台板，而所述三对支撑件中的另一对设置在所述两对支撑件之间，用于测压管路的走线。

技术总结
一种用于校核误差影响的装置包括基部；多个支撑件，这些支撑件固定地联接于基部；平台板，该平台板由支撑件支撑，并包括平坦部分和边缘，平坦部分包括试验区域；以及模拟组件，这些模拟组件可拆卸地安装在平台板的试验区域中，其中，平台板的边缘设计成翼型边缘。平台板的边缘设计成翼型边缘。平台板的边缘设计成翼型边缘。


技术研发人员：柴啸 徐辉雯 宋佳琦 周星 钟园 陈学刚
受保护的技术使用者：中国商用飞机有限责任公司上海飞机设计研究院
技术研发日：2023.02.16
技术公布日：2023/4/21