本发明属于航空起落架集成试验领域，具体涉及一种基于起落架连杆的刹车力矩测量装置及方法。
背景技术：
1、飞机机轮刹车力矩是机轮刹车的一项关键参数，传统的飞机机轮刹车力矩测试方法为：将单独的飞机机轮在大型机轮动力试验台上进行刹车力矩测量，测试时不安装飞机起落架，采用专用加载装置和工装轴代替起落架进行力矩测试。测试完成后，会将测试结果在设定刹车力矩范围的飞机机轮安装于飞机起落架，再进行真实应用环境下的外场集成测试。
2、在将飞机机轮安装在飞机起落架的情况下，由于受起落架自身刚度、强度、固有频率等因素影响，飞机机轮刹车力矩在真实工况下的测试结果与在传统试验室测试方式测试的结果不同，这就使飞机起落架与机轮的匹配性受到影响。因此，为了保证起落架和机轮的最佳性能匹配，使飞机起落架和机轮制动系统达到最佳性能要求，有必要在试验室得到飞机机轮真实应用环境下的刹车力矩。
3、但是，一方面目前试验室传统飞机机轮刹车力矩测试方法无法得到真实工况下的数据，另一方面如果将带有飞机起落架的飞机机轮在试验室进行机轮刹车力矩测试，由于飞机起落架很难安装现有的刹车力矩测量装置，强制安装测试的话必然要影响待测试验件的结构完整性，会导致测试结果的准确度受到影响。因此，如何对带飞机起落架的飞机机轮进行起落架集成系统地面台架试验，模拟飞机机轮的真实工况，使机轮的刹车力矩测试结果更接近真实使用工况，从而使飞机机轮和起落架达到最佳匹配，已成为起落架相关领域内公认的技术难点。
技术实现思路
1、要解决的技术问题：为了避免现有技术的不足之处，本发明提供一种基于起落架连杆的刹车力矩测量装置及方法，对带起落架的飞机机轮在动态刹车试验过程中测试刹车力矩。本发明通过对起落架连杆进行改造，设计防转动装置固定飞机机轮的汽缸座和起落架连杆，并在起落架连杆上贴应变花与外部数据采集计算系统连接，通过测量机轮刹车过程中起落架连杆受到的剪切力计算机轮刹车力矩，解决了现有技术中难以对带起落架的飞机机轮进行试验室刹车力矩测试的问题。
2、本发明的技术方案是：一种基于起落架连杆的刹车力矩测量装置，其特征在于，包括起落架连杆、应变花、线缆、数据采集与计算系统、防转动装置；
3、所述起落架连杆水平贯穿安装于飞机起落架，其两端与飞机机轮的汽缸座连接；所述起落架连杆两端均设有内凹槽，所述内凹槽设有垂直于起落架连杆轴线的侧壁面，用于粘贴应变花；
4、所述应变花通过线缆与数据采集与计算系统电连接，应变花用于测量起落架连杆在机轮制动中的应变；
5、所述数据采集与计算系统用于获取应变花采集数据并计算机轮刹车力矩；
6、所述防转动装置一端安装于汽缸座，另一端与起落架连杆的外端部固定，用于防止汽缸座随机轮轴转动。
7、本发明的进一步技术方案是：所述起落架连杆的一端设有多个内凹槽，所述多个内凹槽在起落架连杆的周向均布，且各内凹槽用于粘贴应变花的侧壁面位于同一平面。
8、本发明的进一步技术方案是：所述起落架连杆两端的外壁均开设有多个线槽，用于穿过线缆；所述线槽沿起落架连杆端部贯通至内凹槽，线槽和内凹槽一一对应。
9、本发明的进一步技术方案是：所述应变花为二轴应变花，其两个通道的应变丝相互垂直，用于测量所粘贴面两个相互垂直方向上的应变。
10、本发明的进一步技术方案是：所述线缆为特氟龙线缆。
11、本发明的进一步技术方案是：所述起落架连杆、应变花、线缆满足机轮刹车制动时的高温环境工作要求。
12、本发明的进一步技术方案是：所述防转动装置包括弧形板、固定销、螺钉，所述弧形板套于汽缸座上，其弧度与汽缸座顶部弧度相匹配；所述弧形板的一端设有两个安装孔，两个安装孔的孔位、尺寸均与汽缸座固有的两个连杆衬套注油孔相匹配，用于穿过螺钉和气缸座固定连接；弧形板的另一端的中间位置设有销孔，起落架连杆端部设有和销孔对应的定位孔，所述固定销贯穿弧形板的销孔插装入起落架连杆的定位孔，起到防转作用。
13、本发明的进一步技术方案是：所述数据采集与计算系统包括应变测量仪和计算机；所述应变花和应变测量仪通过线缆电连接，所述应变测量仪和计算机电连接，应变测量仪用于采集应变花的电流值，并将采集数据传递至计算机，通过计算机计算机轮刹车力矩。
14、本发明的进一步技术方案是：所述数据采集与计算系统通过以下公式计算机轮的刹车力矩：
15、
16、其中：m为刹车力矩，e为起落架连杆的剪切弹性模量，s为起落架连杆在应变花粘贴平面处的受剪面积，l为汽缸座的连杆孔中心至机轮轴中心的距离，i1和i2为二轴应变花变形后两个通道应变丝的电流值；和为刹车功能未启动时二轴应变花两个通道应变丝的初始电流值，k为应变丝材料特性与横截面积相关的比例系数。
17、一种采用所述刹车力矩测量装置进行刹车力矩测量的方法，步骤如下：
18、步骤1、将飞机起落架带两端机轮整体安装于试验台，分别在起落架连杆两端的多个内凹槽内粘贴应变花，应变花粘贴时使其两个方向的应变丝相互垂直；
19、步骤2、安装防转动装置，连接各应变花与数据采集与计算系统之间的电路，启动数据采集与计算系统中的应变测量仪，在未刹车情况下记录每个应变花两个应变通道的初始电流值和
20、步骤3、启动试验台的机轮刹车功能，记录此时每个应变花两个应变通道的电流值i1和i2；
21、步骤4、由数据采集与计算系统通过起落架连杆一端的一个应变花的电流变化数据，计算该端机轮的刹车力矩m，刹车力矩m的计算公式为：
22、
23、其中：e为起落架连杆的剪切弹性模量，s为起落架连杆在应变花粘贴平面处的受剪面积，l为汽缸座的连杆孔中心至机轮轴中心的距离，i1和i2为二轴应变花变形后两个通道应变丝的电流值；和为刹车功能未启动时二轴应变花两个通道应变丝的初始电流值，k为应变丝材料特性与横截面积相关的比例系数；
24、步骤5、依次用起落架连杆同一端的每个应变花的电流变化数据根据步骤4计算刹车力矩，之后取平均值作为该端机轮的刹车力矩；
25、步骤6、利用步骤4-5方法计算另一端机轮的刹车力矩。
26、有益效果
27、本发明的有益效果在于：本发明一种基于起落架连杆的刹车力矩测量装置及方法，实现了带起落架条件下对机轮刹车力矩的实时测量。通过对起落架连杆进行改造用于粘贴应变花，设计防转动装置固定汽缸座和起落架连杆，防止汽缸座在机轮制动过程中随机轮轴转动，将应变花通过特氟龙线缆与数据采集与计算系统连接，通过数据采集与计算系统采集二轴应变花在刹车功能启动前后的电流变化数据，并计算出机轮的刹车力矩。
28、本发明避免了对起落架机轮模型较大更改，仅对起落架连杆进行了改造，防转动装置的安装充分利用了汽缸座的两个连杆衬套注油孔实现固定，避免对汽缸座的改动。因此，本发明真实反映了起落架工况，且零部件结构简易，安装难度低，测试系统准确可靠。
29、本发明通过在起落架连杆贴应变片的方式测量机轮力矩，方法简单，测试结果准确性高。起落架连杆的同一端可根据需要设置多个内凹槽，使同一受剪横截面能够粘贴多个应变花，从而能够通过取各应变花计算刹车力矩的平均值得到更加准确的刹车力矩数据。
30、本发明测试效率高，通过测量应变花在刹车功能启动前后的电流变化数据即可计算机轮刹车力矩，测试装置安装于起落架连杆两端，能够同时实现对两侧机轮刹车力矩的测量。