一种用于飞机油箱油液容量估算的试验设备

技术领域

本发明涉及飞机油箱油液容量估算领域，尤其涉及一种用于飞机油箱油液容量估算的试验设备。

背景技术

航空发动机燃油箱外形不规则、内部结构复杂，滑油体积是一个多元非线性函数，因此对于航空发动机燃油箱油量测算困难，根据油箱的壳体建立三维模型，并结合液位计构建估算模型是飞机油箱油量测算的趋势，对于构建的估算模型，需要验证模型的准确性，因此需要进行模拟试验，在飞机飞行过程中，会存在姿态变化，即会出现俯仰角0°～15°、翻滚角在0°～25°，以及偏航角，因此亟需设计一种能够模拟油箱各种飞行姿态的试验设备。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于飞机油箱油液容量估算的试验设备，能够使油箱在三个方向上转动，进而模拟出飞机的各种飞行姿态，进行各种飞行姿态下的油液估算试验。

为了实现以上目的，本发明采用的技术方案为：一种用于飞机油箱油液容量估算的试验设备，包括机架和配电控制箱，所述机架上设置有以竖直线为转动中心的偏航架，偏航架上设置有以水平直线为转动中心的俯仰架，俯仰架上设置有以水平直线为转动中心的油箱，且俯仰架和油箱的转动方向垂直。

优选的，所述偏航架下部的偏航转轴安装在机架上设置的偏航轴承座上，偏航架上部的偏航转轴通过锥齿轮啮合与机架上的偏航电机连接。

优选的，所述俯仰架连接两根在同一直线上的俯仰转轴，俯仰转轴安装在偏航架上，且其中一根俯仰转轴通过锥齿轮啮合与偏航架上的俯仰电机连接。

优选的，所述油箱连接有两根在同一直线上的翻滚转轴，翻滚转轴安装在俯仰架上，且其中一根翻滚转轴通过锥齿轮啮合与翻滚电机连接，翻滚电机设置在翻滚安装座上，翻滚安装座设置在俯仰架9上，偏航转轴、俯仰转轴和翻滚转轴的轴线相交与一点。

优选的，所述油箱包括不规则的油箱主体，油箱主体上部和下部分别设置有注油口和出油口，油箱主体的侧面设置有用于与翻滚转轴12连接的油箱连接套。

优选的，所述机架安装两个偏航转轴的位置设置有水平走向的二通油液输送接头，且上部和下部的油液输送接头分别与注油口和出油口通过油液输送软管连通。

优选的，所述油箱连接套为方形套，翻滚转轴固定有连接块，连接块上设置有与油箱连接套的方形内孔插接配合的连接插块和与油箱连接套外部插接配合的配合卡套。

本发明的技术效果为：

采用锥齿轮啮合的方式通过三个电机快控制油箱在三个方向上转动，进而模拟出飞机的各种飞行姿态，进行各种飞行姿态下的油液估算试验。

油液输送接头与注油口和出油口通过油液输送软管连通的设计，可以模拟出飞机正常飞行过程中油量消耗的情况，实现动态模拟，能够更好的对飞机油箱油液容量估算模型进行验证。

油箱连接套和连接插块及连接卡套的配合设计，采用方形结构连接，相比轴套接方式，能够避免油箱重量过大导致轴与套相对滑动的情况出现，同时还方便油箱的与翻滚转轴的拆卸。

附图说明

图1为一种用于飞机油箱油液容量估算的试验设备。

图2为实施例1去掉机架后的立体示意图。

图3为实施例2中去掉机架后的立体示意图。

图4为油箱第一视角的立体示意图。

图5为油箱第二视角的立体示意图。

图6为翻滚转轴与油箱连接套的配合示意图。

图中所示文字标注表示为：1、机架；2、配电控制箱；3、偏航架；4、偏航电机；5、偏航转轴；6、偏航轴承座；7、俯仰电机；8、俯仰转轴；9、俯仰架；10、翻滚安装座；11、翻滚电机；12、翻滚转轴；13、油箱；14、油液输送接头；15、油液输送软管；21、油箱主体；22、注油口；23、出油口；24、油箱连接套；25、连接块；26、连接插块；27、配合卡套。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。

实施例1

如图1-2和图4-6所示，一种用于飞机油箱油液容量估算的试验设备，包括机架1和配电控制箱2，其特征在于，所述机架1上设置有以竖直线为转动中心的偏航架3，偏航架3上设置有以水平直线为转动中心的俯仰架9，俯仰架9上设置有以水平直线为转动中心的油箱13，且俯仰架9和油箱13的转动方向垂直，所述偏航架3下部的偏航转轴5安装在机架1上设置的偏航轴承座6上，偏航架3上部的偏航转轴5通过锥齿轮啮合与机架1上的偏航电机4连接，所述俯仰架9连接两根在同一直线上的俯仰转轴8，俯仰转轴8安装在偏航架3上，且其中一根俯仰转轴8通过锥齿轮啮合与偏航架3上的俯仰电机7连接，所述油箱13连接有两根在同一直线上的翻滚转轴12，翻滚转轴12安装在俯仰架9上，且其中一根翻滚转轴8通过锥齿轮啮合与翻滚电机11连接，翻滚电机11设置在翻滚安装座10上，翻滚安装座10设置在俯仰架9上，偏航转轴5、俯仰转轴8和翻滚转轴12的轴线相交与一点，所述油箱13包括不规则的油箱主体21，油箱主体21上部和下部分别设置有注油口22和出油口23，油箱主体21的侧面设置有用于与翻滚转轴12连接的油箱连接套24，所述油箱连接套24为方形套，翻滚转轴12固定有连接块25，连接块25上设置有与油箱连接套24的方形内孔插接配合的连接插块26和与油箱连接套24外部插接配合的配合卡套27。

本实施例的具体操作如下：

先往油箱中加入一定的油液，并记录加入的体积，之后根据油箱内的液位计读出静态状态下的液位，之后放入到估算模型中进行估算，比对实际值和模型估算值的区别，完成静态状态的估算验证；

之后进行动态验证，通过偏航电机4、俯仰电机7和翻滚转轴12转动特定的角度（三个电机均选用步进电机），如偏航15度，俯仰7度，翻滚10度，即可通过偏航转轴5带动偏航架3转动15度，通过俯仰转轴8带动俯仰架9转动7度，通过翻滚转轴12带动油箱13转动10度，如此即可使油箱偏航15度，俯仰7度，翻滚10度，之后再通过液位计读出此姿态状态下的液位，放入到估算模型中进行估算，比对实际值和模型估算值的区别，完成姿态状态的估算验证。

在实际验证中，需要注入至少四个不同体积的油液进行静态和动态试验，且每种体积的油液动态试验至少选取三个偏航角、俯仰角和翻滚角进行排列组合，且必须包含俯仰角（15度）和翻滚角（25度）的极限值。

而整个实施例1的设备需要先进行组装，偏航架3和俯仰架9的安装比较简单，仅仅是将偏航转轴5或俯仰转轴8安装到对应的轴承座上，然后再安装相互配合的锥齿轮，而油箱13则需要先和翻滚轴12连接，需要先将连接插块26、配合卡套27和油箱连接套24进行双重插套配合，然后再将翻滚转轴12安装到俯仰架9上的轴承座上，之后再安装相互啮合的锥齿轮即可。

实施例2

如图1和图3-6所示，本实施例包含实施例1的所有结构，并增加了下述结构：

所述机架1安装两个偏航转轴5的位置设置有水平走向的二通油液输送接头14，且上部和下部的油液输送接头14分别与注油口22和出油口23通过油液输送软管15连通。

相比实施例1，本实施例增加了一个试验模拟项，即油液的消耗，在飞机飞行过程中，需要消耗油液，本实施例可以通过油液输送软管15将上部和下部的油液输送接头14分别与注油口22和出油口23，然后再将上部油液输送接头14与注油管路（包含注油泵）连通，将下部油液输送接头14与出油管路（以匀速抽出油量的抽油泵），在进行试验时，先注入定量的油液，在进行试验时，出油管路以固定速度抽出油液，如此可以使油液产生消耗，因此使平稳模式和飞行姿态模式更为接近飞机的实际飞行状态。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本发明的保护范围。