直升机平尾载荷标定工装夹具设计

侯玉洁，杨月

（中国直升机设计研究所，江西 景德镇 333000）

标定是飞行载荷测量前一个非常重要的环节，标定结果的准确与否直接关系到测试载荷的准确性。根据测试部件的标定要求，标定载荷量级进行标定工装的设计，使结构简单，能够完成平尾载荷标定。并且尽量模拟试验状态，保证加载位置，能够同时满足平尾折叠接头受载的标定，减少平尾标定时的拆卸次数。

1 平尾标定工装设计

首先，对平尾的结构和标定技术要求做具体分析，最大限度地满足技术要求；当标定工装夹具处于夹紧状态时，不可损坏平尾。并且不破坏平尾的定位位置和几何形状，夹紧后不使试验件松动滑移，又不使平尾的拘束度过大，产生较大的应力，保证使用安全。为了限制夹紧力，对锁紧螺栓行程进行限位、加添毛毡衬垫等措施进行设计。

其次，保证平尾标定工装能安全可靠地承载平尾完成标定过程。拆卸平尾工装夹具时应动作迅速、操作方便、操作位置应处在工人容易接近、最适宜操作的部位。并且，操作力不能过大，操作频率不能过高，操作高度应设在工人最易用力的部位。有足够的装配、加载空间，不能影响操作和观察，不妨碍砝码的装卸。平尾应与标定试验台保持适当的距离，夹紧可靠。

最后，平尾工装夹具本身应具有较好的制造工艺性和较高的机械效率。尽量选用已通用化、标准化的材料、机构及标准零部件来制作工装夹具。

2 标定工装夹具具体实施

平尾标定工装主要包括翼型夹、试验件夹具、转动标定台、连接螺栓、配重架和钢丝绳、砝码。平尾固定在试验件夹具的平尾连接叉耳上，平尾连接叉耳与平尾之间的连接方式与真机实际连接一致，试验件夹具与转动标定台通过连接螺栓锁定，翼型夹放置在平尾需要加载的位置上，通过连接螺栓进行夹紧。根据需要标定的载荷方向进行L 型工装夹具连接的转换即可，不需要由于标定方向的变化再进行一套试验件夹具的设计。标定水平载荷与标定竖直载荷的结构示意图见图1、2。

（1）翼型夹。在翼型夹的设计上，翼型夹与平尾贴合的部分与加载点处平尾外形轮廓一致，并向外扩大2mm，粘贴毛毡以免加载砝码时损伤平尾，整体采用东北松木材料，减轻翼型夹的自重对试验件的影响。采用东北松木内侧贴毛毡的方式，具有较好的保护功能。

（2）试验件夹具。在试验件夹具的设计中，试验件夹具接头与板采用分体式设计，减少安装的复杂性，避免了一体式设计带来的加工误差与安装困难，又可精确实现平尾的安装。试验件夹具的设计模拟平尾接头与垂尾连接，采用螺栓连接的方式提高连接件的位置精度。对于从标定水平载荷到标定竖直载荷之间的转换时，可只松开试验件夹具与转动标定台的连接螺栓，翻转后连接锁定，避免了由于标定方向的要求再进行一套夹具的设计，减少加工工作量。与标定平台的连接在上方采用通透的腰型孔，减小了安装的难度，省时省力。试验件夹具如图3 所示。

3 标定结果

本装置于2018 年8 月对平尾进行了标定。为测试平尾的折叠载荷，左右平尾分别在距折叠轴200mm 的剖面上均贴了8 个应变片组成2 个全桥测试通道。标定过程中，根据要求加载后，平尾弯矩Mz 没有变化，左、右平尾弯矩Mz 不进行测试。左、右平尾弯矩Mx 标定曲线见图4、5。

图1 水平标定

图2 竖直标定

图3 试验件夹具

图4 左平尾弯矩Mx 标定曲线

4 结语

平尾标定从原理上分析并不复杂，但标定试验装置的确定与工装的设计生产及安装工艺等因素息息相关。通过对平尾标定工装的设计，形成一套标定工装试验装置，以此来实现简单直观地进行平尾标定的目的。满足平尾标定工装的通用性要求，降低试验成本。综合考虑各方面的因素，安全、高效的满足试验需要。

图5 右平尾弯矩Mx 标定曲线