一種天線罩試驗加載點確定方法與流程
2023-06-17 03:16:36
本發明屬於飛機測試測量技術領域，具體涉及一種天線罩試驗加載點確定方法。
背景技術：
天線罩是飛機結構中比較常用的零件，所受載荷主要來源於其表面的氣動載荷，靜力試驗驗證時通常通過在其外表面布置一定數量的加載點來模擬其結構受力。通常為能夠更加真實的模擬天線罩的結構受力，在試驗條件允許的情況下，儘可能的布置數量眾多的試驗加載點。加載點的數量和以及位置分布與天線罩外表面的分布載荷大小方向有很大關係，通常是通過載荷計算給出，分布較為分散。
天線罩通常採用複合材料多曲面殼體，外形比較複雜，因此如何在試驗件表面準確找出加載點的位置一直是困擾天線罩結構靜力試驗的難點。一直以來，天線罩的表面加載點位置確定是以機身結構為基準，通過在天線罩表面拉緊細絲線的方法，此種方法往往由於絲線沿天線罩外形的縱向滑移，加載點誤差較大；特別是對於外形較為複雜曲面，如多曲度外形的大型天線罩，誤差會更大；另外一種方法是通過圓規在其表面畫出多條相關曲線，此種方法適用於曲面為球形或近似球形的小型天線罩，對於加載點較多的大型球形天線罩，工作量非常巨大，對於多曲度外形的天線罩確卻是束手無策。
技術實現要素：
本發明的目的是提出一種以天線罩安裝的機身結構為基準，按照試驗件加載點的坐標，準確地在雷達罩外表面找到加載點位置的方法。本發明的技術解決方案包括如下幾個步驟：
s1、在天線罩模型的外形表面依次示意出所有框線，所述框線指將飛機機身的框架向所述天線罩上投影所得到的線；
s2、將飛機長桁所在的軸線向所述天線罩模型上做豎直投影，在所述天線罩模型上示意出長桁線；
s3、根據加載點的坐標，在所述天線罩模型上示意出所有加載點，記錄任一加載點距最近的天線罩模型上的框線的距離d1以及距最近的天線罩模型上的長桁線的距離d2；
s4、在機身外表面示意出機身框線與機身長桁線；
s5、將天線罩安裝至所述機身外表面，將所述步驟s4中的機身外表面的機身框線與機身長桁線示意至所述天線罩上；
s6、按步驟s3中確定的距離d1及距離d2在所述天線罩上確定出實際加載點。
優選的是，所述步驟s3進一步包括：
s301a、依次過任一加載點做機身橫切面，所述機身橫切面平行於機身框架所在的面，並在所述天線罩模型上示意出所述機身橫切面與所述天線罩模型的環向交線；
s302a、在所述環向交線上，測量其上的加載點距最近的天線罩模型上的長桁線l2的距離d2；
s303a、測量所述最近的長桁線l2與距該長桁線l2最近的框線的距離，即為加載點距最近的天線罩模型上的框線l1的距離d1。
優選的是，所述步驟s3進一步包括：
s301b、依次過任一加載點做機身縱切面，所述機身縱切面垂直於機身框架所在的面且平行於機身長桁，並在所述天線罩模型上示意出所述機身縱切面與所述天線罩模型的縱向交線；
s302b、在所述縱向交線上，測量其上的加載點距最近的天線罩模型上的框線l1的距離d1；
s303b、測量所述最近的框線l1與距該框線l1最近的長桁線的距離，即為加載點距最近的天線罩模型上的長桁線l2的距離d2。
優選的是，所述步驟s6進一步包括：
s601a、根據加載點與天線罩模型上最近框線的距離d1在天線罩上示意出環向交線，所述環向交線平行與所述框線；
s602a、在所述環向交線上，根據加載點距最近的天線罩模型上的長桁線l2的距離d2確定出加載點。
優選的是，所述步驟s6進一步包括：
s601b、根據加載點與天線罩模型上最近長桁線的距離d2在天線罩上示意出縱向交線，所述縱向交線平行與所述長桁線；
s602b、在所述縱向交線上，根據加載點距最近的天線罩模型上的框線l1的距離d1確定出加載點。
本發明步驟s1-s3中通過軟體繪製機身與天線罩模型，並在該模型上進行加載點位置的確定，步驟s4-s6為根據所述確定的位置在天線罩具體結構上進行投影定位。
本發明採用的雷射投線儀與catiav5軟體結合的方法進行定位，測量並劃線，極大的提高了具有複雜外形的大型天線罩加載點位置確定的準確性，且操作簡便，提高了工作效率。
本發明適用於飛機外表面裝配的各種類型天線罩、雷達罩外表面點的定位。
附圖說明
圖1為本發明天線罩試驗加載點確定方法的一優選實施例的流程圖。
圖2為本發明圖1所示實施例的機身框架與長桁結構示意圖。
圖3為本發明圖1所示實施例的天線罩加載點與長桁位置關係示意圖。
具體實施方式
為使本發明實施的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行更加詳細的描述。在附圖中，自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用於解釋本發明，而不能理解為對本發明的限制。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。下面結合附圖對本發明的實施例進行詳細說明。
在本發明的描述中，需要理解的是，術語「中心」、「縱向」、「橫向」、「前」、「後」、「左」、「右」、「豎直」、「水平」、「頂」、「底」「內」、「外」等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明保護範圍的限制。
本發明的目的是提出一種以天線罩安裝的機身結構為基準，按照試驗件加載點的坐標，準確地在雷達罩外表面找到加載點位置的方法。本發明天線罩試驗加載點確定方法如圖1所示，主要包括如下幾個步驟：
s1、在天線罩模型的外形表面依次示意出所有框線，所述框線指將飛機機身的框架向所述天線罩上投影所得到的線；
s2、將飛機長桁所在的軸線向所述天線罩模型上做豎直投影，在所述天線罩模型上示意出長桁線；
s3、根據加載點的坐標，在所述天線罩模型上示意出所有加載點，記錄任一加載點距最近的天線罩模型上的框線的距離d1以及距最近的天線罩模型上的長桁線的距離d2；
s4、在機身外表面示意出機身框線與機身長桁線；
s5、將天線罩安裝至所述機身外表面，將所述步驟s4中的機身外表面的機身框線與機身長桁線示意至所述天線罩上；
s6、按步驟s3中確定的距離d1及距離d2在所述天線罩上確定出實際加載點。
需要說明的是，在步驟s1之前，首先做出帶有天線罩的飛機三維結構模型，例如，採用catia軟體做出結構模型後，由於天線罩附著在飛機機身外表面，除了做投影線以外，還可以直接利用catia軟體將該天線罩與機身框架的交線畫出，作為天線罩模型的框線，可以理解的是，本實施例中天線罩結構不規則且一般覆蓋多個機身框架，從俯視圖來看，經過步驟s1之後，在天線罩模型上將會存在若干條豎直線條。
需要說明的是，步驟s2中提及的豎直投影是指當飛機水平放置時，將飛機長桁軸線向正上方投影，該投影恰好落在位於飛機機身上方的天線罩模型上，從而在天線罩模型上獲得了若干條長桁線，與步驟s1相對於，從俯視圖來看，經過步驟s2後，在天線罩模型上將會存在若干條水平線條。在備選實施方式中，做豎直投影的方式也可以是：以天線罩模型與機身模型連接的左右對稱長桁軸線的平面為基準面，過長桁軸線作出該基準面的垂直切面，這些垂直切面與天線罩外形的交線即為長桁線。可以理解的是，飛機水平停放時，上述基準面平行於水平面，上述垂直切面為垂直於水平面的面。
可以理解的是，對飛機機身而言，框架為橫向骨架，長桁為縱向骨架，如圖2所示，近似長方形的為機身模型，其上不規則形狀的為天線罩模型，橫向虛線0-9表示若干條長桁軸線，縱向虛線圈14-圈21表示若干條框線，上述分別就框架及長桁向天線罩投影，能夠在天線罩模型上做出若干從橫交錯的經緯線，如此，能夠將不規則的天線罩模型進行精確的經緯度定位。
如圖3所示，該圖示中未示意圖框線。步驟s3確定距離d1以及d2進一步包括：
步驟s301a、依次過任一加載點做機身橫切面，所述機身橫切面平行於機身框架所在的面，並在所述天線罩模型上示意出所述機身橫切面與所述天線罩模型的環向交線；
步驟s302a、在所述環向交線上，測量其上的加載點距最近的天線罩模型上的長桁線l2的距離d2；
步驟s303a、測量所述最近的長桁線l2與距該長桁線l2最近的框線的距離，即為加載點距最近的天線罩模型上的框線l1的距離d1。
可以理解上，上述步驟s301a～s303a是為了更加準確的測量加載點距所述最近的框線及最近的長桁線的距離，通過做一條過加載點且平行於框線的環向交線之後，可以沿該環向交線精確測量d2，之後，沿該最近的長桁線l2又可以精確地測量d1。
進一步的，步驟s3還衍生出另一備選實施方式，如下所示：
步驟s301b、依次過任一加載點做機身縱切面，所述機身縱切面垂直於機身框架所在的面且平行於機身長桁，並在所述天線罩模型上示意出所述機身縱切面與所述天線罩模型的縱向交線；
步驟s302b、在所述縱向交線上，測量其上的加載點距最近的天線罩模型上的框線l1的距離d1；
步驟s303b、測量所述最近的框線l1與距該框線l1最近的長桁線的距離，即為加載點距最近的天線罩模型上的長桁線l2的距離d2。
上述步驟與步驟驟s301a～s303a原理一致，先確定距離d1，再確定距離d2。
需要注意的是，上述步驟s1～s3中，均通過軟體在模型上進行的操作，用於確定加載點的位置，之後的步驟為在實物上的操作。
首先，在在機身外表面示意出機身框線與機身長桁線，並將天線罩安裝至所述機身外表面，並且，將機身試驗件調節水平以便後續精確定位，防止因擺放偏差導致加載點定位不精確。
之後，在所述步驟s5中，以機身試驗件上的框和長桁軸線為基準，採用雷射投線儀分別畫出如步驟s1及s2中的框線及長桁線。
在步驟s6之前，進一步包括將步驟s3中測量的距離d1及距離d2按模型與實際結構的比例進行縮放，可以理解的是，該步驟也可以在步驟s3中完成，由步驟s3確定的距離d1及距離d2即為實際結構中的尺寸。
按步驟s3的兩個實施方式來講，步驟s6同樣包括兩種實施方式，分別如下所示：
實施方式一：
步驟s601a、根據加載點與天線罩模型上最近框線的距離d1在天線罩上示意出環向交線，所述環向交線平行與所述框線；
步驟s602a、在所述環向交線上，根據加載點距最近的天線罩模型上的長桁線l2的距離d2確定出加載點。
實施方式二：
步驟s601b、根據加載點與天線罩模型上最近長桁線的距離d2在天線罩上示意出縱向交線，所述縱向交線平行與所述長桁線；
步驟s602b、在所述縱向交線上，根據加載點距最近的天線罩模型上的框線l1的距離d1確定出加載點。
可以理解的是，上述實施方式與步驟s3中的具體實施方式恰好相反，通過做過加載點的線條來確定出加載點的一個維度，在該線條上進行測量得到加載點的另一個維度，進而能夠確定出加載點的二維坐標。
本發明為一種新的天線罩試驗加載點確定方法，特別是針對具有複雜外形的天線罩。
本發明採用的雷射投線儀與catiav5軟體結合的方法進行定位，測量並劃線，極大的提高了具有複雜外形的大型天線罩加載點位置確定的準確性，且操作簡便，提高了工作效率。
本發明適用於飛機外表面裝配的各種類型天線罩、雷達罩外表面點的定位。
需要進一步說明的是，本實施例中凡是「示意出」包括在模型上畫出線條以及在實物上採用雷射投影的方式進行投影示意。
最後需要指出的是：以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制。儘管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特徵進行等同替換；而這些修改或者替換，並不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的精神和範圍。