Сборная втулка для крепления внутримодельных тензометрических весов

Полезная модель относится к области экспериментальной аэродинамики летательных аппаратов. Сборная втулка крепления внутримодельных тензометрических весов может быть использована при проектировании, изготовлении и испытаниях в аэродинамических трубах аэродинамических моделей различного назначения.
Одним из видов испытаний аэродинамической модели в аэродинамических трубах являются испытания на хвостовой державке. При этих испытаниях модель закрепляется на тензометрических весах, замеряющих внешнюю аэродинамическую нагрузку, действующую на модель. Для получения полной картины нагружения модели в аэродинамической трубе необходимо обеспечить возможность ее испытания на различных типах внутримодельных тензометрических весов. Традиционно тензометрические весы располагаются параллельно строительной плоскости фюзеляжа модели. В некоторых случаях, когда габариты тензометрических весов не позволяют расположить их внутри геометрического обвода модели, необходимо введение дополнительного угла между осью тензометрических весов и строительной плоскостью фюзеляжа.
Основным элементом аэродинамической модели является силовой каркас, воспринимающий силовую нагрузку на модель. К опорным поверхностям силового каркаса крепятся фюзеляж, крыло, хвостовое оперение, измерительные датчики и т.д. Элементом, соединяющим силовой каркас модели с тензометрическими весами, является переходная втулка.
Известен «СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АЭРОДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК МОДЕЛИ И АЭРОДИНАМИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ» защищенный патентом RU №2097729, МПК G01M 9/06, от 27.11.1997 г. Недостатками данного технического решения являются: модель сажается непосредственно корпусом на коническую часть тензометрических весов, отсюда высокая трудоемкость изготовления посадочной конической поверхности детали, кроме того, каждая новая аэродинамическая модель может иметь новый коэффициент масштабирования при использовании одних и тех же тензометрических весов, что требует изготовления новой посадочной конической поверхности.
Известно «УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СОСТАВЛЯЮЩИХ ВЕКТОРОВ АЭРОДИНАМИЧЕСКОЙ СИЛЫ И МОМЕНТА», патент RU №2287796, МПК G01M 9/06 (2006.01), G01G 3/12 (2006.01), от 20.11.2006. Недостатками данного технического решения являются: модель сажается непосредственно на коническую часть тензометрических весов, отсюда высокая трудоемкость изготовления посадочной конической поверхности детали, а также необходимость изготовления сложных лент для дополнительной ленточной подвески модели в аэродинамической трубе.
Наиболее близким к заявленному техническому решению является «УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АЭРОДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК МОДЕЛИ В СВЕРХЗВУКОВОЙ АЭРОДИНАМИЧЕСКОЙ ТРУБЕ», содержащее модель со съемной головной частью, выполняющей роль силового каркаса и закрепленной на тензометрических весах путем посадки ее через обечайку на коническую часть и зафиксированной гайкой, соединенной с державкой, установленной в трубе, защищенное патентом RU №2392601 МПК G01M 15/14 (2006.01) от 20.06.2010 г.
Недостатками данного технического решения являются: модель сажается обечайкой непосредственно на коническую часть тензометрических весов, трудоемкость изготовления посадочной конической поверхности (точность выполнения размеров, качество поверхностей и их притирка, контроль и т.д.) и, как следствие, вероятность возникновения брака изготавливаемой детали, хроме того, каждая новая аэродинамическая модель может иметь новый коэффициент масштабирования при использовании одних и тех же тензометрических весов, что требует изготовления новой обечайки с посадочной конической поверхностью.
Задачей и техническим результатом полезной модели является разработка сборной переходной втулки, соединяющей силовой каркас с тензометрическими весами и позволяющей использовать ее с разными аэродинамическими моделями.
Решение поставленной задачи и технический результат достигаются тем, что сборная втулка для крепления внутримодельных тензометрических весов на силовом каркасе, состоит из корпуса втулки, закрепленном на тензометрических весах путем посадки его на коническую часть тензометрических весов и фиксирования гайкой, крышки, компенсационных деталей (проставок для компенсации изменений ширины силового каркаса, компенсационного сухаря), зажима и крепежа, фиксирующего указанные элементы в единую жесткую конструкцию. Кроме того, корпус втулки и крышка установлены на силовом каркасе при помощи шпонок.
На фигуре 1 представлен силовой каркас модели с установленной на нем корпусом втулки, крышкой, проставками и внутримодельными тензометрическими весами.
На фигуре 2 представлены корпус втулки, крышка, крепеж, шпонки, компенсационный сухарь и зажим.
На фигуре 3 представлен силовой каркас модели с установленными на нем при помощи проставок корпусом втулки, крышкой, внутримодельными тензометрическими весами, закрепленными на корпусе втулки гайкой, а также установленными на силовой каркас модели элементами крыльев и фюзеляжа.
К силовому каркасу модели 1 (см. фиг. 1 и фиг. 2) через сменные проставки 3 закреплен корпус втулки 2, нижняя шпонка 8 обеспечивает фиксацию корпуса втулки на силовом каркасе 1, крышка 4 установлена на силовой каркас 1 и надета на верхнюю шпонку 8, компенсационный сухарь 5 позволяет произвести продольную фиксацию крышки 4 на корпусе втулки 2, фиксирующим зажимом 6 закреплен компенсационный сухарь 5, на поверхности корпуса втулки 2, крепежом 7 собраны все элементы в единую жесткую конструкцию. Сменные поставки 3 и сухарь 5 являются компенсационными деталями. Внутримодельные тензометрические весы 9 прикреплены к корпусу втулки 2, гайкой 10 (см. фиг. 3). На силовой каркас модели 1 установлены элементы крыльев 11 и фюзеляжа 12 (см. фиг. 3). Преимущество данной конструкции заключается в том, что одну и ту же сборную втулку можно использовать для разных аэродинамических моделей (при условии использования одного типа тензометрических весов). Для этого необходимо разобрать сборную втулку, изготовить детали простой формы (крышку 4. компенсационные проставки 3 и сухарь 5), и заново собрать сборочную единицу, используя уже имеющиеся детали. Нет необходимости изготавливать новую сложную и трудоемкую деталь - корпус втулки с внутренним конусом.
Данное конструктивное решение существенно экономит трудозатраты по изготовлению ответственного элемента аэродинамической модели - корпуса втулки с внутренним конусом, соединяющего силовой каркас модели с тензометрическими весами.