Исследования по калибровке шестикомпонентных вращающихся тензометрических весов для испытаний винтов летательных аппаратов

Авиационная и ракетно-космическая техника


DOI: 10.34759/vst-2021-4-48-61

Авторы

Петроневич В. В.*, Лютов В. В.*, Манвелян В. С.**, Куликов А. А.***, Зимогоров С. В.****

Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского (ЦАГИ), ул. Жуковского, 1, Жуковский, Московская область, 140180, Россия

*e-mail: mera@tsagi.ru
**e-mail: vagan.manvelyan@tsagi.ru
***e-mail: kulikov@tsagi.ru
****e-mail: szimogorov@yandex.ru

Аннотация

Работа посвящена проведению исследований по статической калибровке вращающихся тензометрических весов для измерения шести компонентов полной аэродинамической силы и моментов сил, действующих на винт летательного аппарата во время эксперимента в аэродинамических трубах. Выполнен анализ различных математических моделей тензовесов, получены формулы преобразования сигналов измерительных тензомостов в значения силы и моментов сил в статическом режиме калибровки, а также определена погрешность измерения по каждому компоненту. Проведено сравнение полученных результатов с расчётными значениями сигналов и взаимовлияниями компонентов тензовесов. Полученные результаты позволяют разработать методику и рекомендации для статической калибровки вращающихся тензометрических весов для измерения характеристик винтов летательных аппаратов и могут быть учтены при разработке новых конструкционных схем.

Ключевые слова:

калибровка тензометрических весов, вращающиеся тензометрические весы, погрешности калибровки вращающихся тензометрических весов, алгоритм калибровки, математические модели

Библиографический список

  1. Богданов В.В., Волобуев В.С. Многокомпонентные тензометрические весы // Датчики и системы. 2004. № 3. C. 3-8.
  2. Никитин С.О., Макеев П.В. Проект скоростного вертолета схемы «Синхроптер» с толкающим воздушным винтом // Вестник Московского авиационного института. 2019. Т. 26. № 1. С. 82-95.
  3. Манвелян В.С. Шестикомпонентные вращающиеся тензометрические весы для испытания соосных винтов // Вестник Московского авиационного института. 2020. Т. 27. № 1. С. 53-64. DOI: 10.34759/vst-2020-1-53-64
  4. Bogdanov V.V., Lytov V.V., Manvelyan V.S. Development of the six-component rotating shaft balances for counter rotating open rotor testing // AIP Conference Proceedings. 2016. Vol. 1770. Issue 1. DOI: 10.1063/1.4963944
  5. Богданов В.В., Лютов В.В., Манвелян В.С. Устройство для измерения составляющих векто-ров аэродинамической силы и момента. Патент RU 2657340 C1. Бюл. № 17, 13.06.2018.
  6. Potthoff J.R. Development of Wind Tunnel Internal Strain-Gage Balance Calibration Software with Self-Assembling Gaussian Radial Basis Function Algorithm. — Houston, Texas, 2020. — 189 p.
  7. Yanamashetti G., Murthy H.S. Application of global regression method for calibration of wind tunnel balances // Symposium on Applied Aerodynamics and Design of Aerospace Vehicles (16-18 November 2011; Bangalore, India).
  8. Линник Ю.В. Метод наименьших квадратов и основы математико-статистической теории обработки наблюдений. — 2-е изд., испр. и доп. — М.: Физматгиз, 1962. — 349 с.
  9. Митин И.В., Русаков В.С. Анализ и обработка экспериментальных данных. -Изд. 3-е, испр. — М.: Физ. фак. МГУ, 2006. — 43 с.
  10. Миодушевский П.В., Легович Ю.С. Разработка перспективного многоцелевого самoлёта-конвертоплана // Вестник Московского авиационного института. 2018. Т. 25. № 3. С. 55-63.
  11. Мехеда В.А. Тензометрический метод измерения деформаций: Учебное пособие. — М.: Академия, 2006. — 54 с.
  12. Zimmermann С., Haberli W., Monkewitz M. Precise Measurement Technology Based on New Block-Type and Rotating Shaft Balances // 27th AIAA Aerodynamic Measurement Technology and Ground Testing Conference (28 June — 01 July 2010; Chicago, Illinois, USA). DOI: 10.2514/6.2010-4541
  13. Bardet S.M., Zwemmer R., Faasse P.R., de Goede J.I. A Contactless Telemetry System for a Contra-Rotating Open Rotor Test Campaign // EVI-GTI and PIWG Joint Conference on Gas Turbine Instrumentation (27-29 September 2016; Berlin). DOI: 10.1049/cp.2016.0827
  14. Goldhahn E., Zwemmer R., Nahuis B.R., Negulescu C. Advanced wind tunnel testing of Counter-Rotating Open Rotors at low-speed conditions // Conference paper at «Greener Aviation 2014: CleanSky Breakthroughs and worldwide status» (12-14 March 2014; Brussels, Belgium).
  15. Steinle F. Modeling of Anelastic Effects in Calibration of a Six-Component Wind Tunnel Balance // 38th AIAA Aerospace Sciences Meeting & Exhibit (10-13 January 2000; Reno, NV, USA). DOI: 10.2514/6.2000-150
  16. Schenck H., Hawks R. Theories of Engineering Experimentation. — Third edition. — Hemisphere Publishing Corporation and McGraw-Hill Education, 1979. — 302 p.
  17. Van Aken J.M. Multi-component balance load estimation using neural networks // 37th AIAA Aerospace Sciences Meeting and Exhibit (11-14 January 1999; Reno, NV, USA). DOI: 10.2514/6.1999-940
  18. Van Aken J.M. Evaluation of Neural Networks in Estimating the Loading on a Multi-Component, Multi-Piece Balance // 44th International Instrumentation Symposium (03-07 May 1998; Reno, NV, USA).
  19. DeLoach R. Applications of Modern Experiment Design to Wind Tunnel Testing at NASA Langley Research Center // 36th AIAA Aerospace Sciences Meeting and Exhibit (12-15 January 1998; Reno, NV, USA). DOI: 10.2514/6.1998-713
  20. Parker P.A., Morton M., Draper N., Line W. A single-vector force calibration method featuring the modern design of experiments // 38th Aerospace Sciences Meeting and Exhibit (08 — 11 January 2001; Reno, NV, USA). DOI: 10.2514/6.2001-170

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 1994-2024