考虑空气桥波纹管和压力对刚度影响，天平与空气桥刚度评估分析结果如表6所示。由于空气桥力矩中心与半模天平滚转力矩中心不重合，空气桥在内压作用下产生侧力，从而产生附加滚转力矩，其大小和偏差仅与内压和压力控制偏差（小于3‰）有关，因此空气桥在压力作用时产生稳定的、可修正的干扰，即该项干扰不会影响半模天平测量的精确度。结果表明：单元加载时，空气桥固定端约束反力My元最大，占My元载荷2.73‰；组合加载时，空气桥固定端约束反力相对各元载荷均小于1.2‰。因此，空气桥固定端约束反力小，对天平测力准确度几乎没有影响，空气桥满足设计要求。

表6天平与空气桥刚度分析与评估（压力P=6MPa，单位：N、N•m）

    4 试验与校准

    半模天平与空气桥静态校准共分三个状态：光天平（无空气桥）、半模天平与空气桥组合（空气桥压力为0MPa）、半模天平与空气桥组合（空气桥压力为4MPa），总共获得3套天平公式，分别对应公式1、公式2、公式3。空气桥干扰评估分为：准度和精度，准度采用平均值法，精度采用标准偏差，校准结果如表7所示。空气桥对半模天平测量的精度没有影响；综合校准准度结果一致；半模天平与空气桥在4MPa压力作用下，空气桥最大干扰小于2.5‰。综上所述，半模天平与空气桥研制是成功的。

表7 天平与空气桥校准结果

    5 结论

    针对TPS空气桥和半模天平的设计重点和难点，采用先局部后总体、先强度后刚度的思想，应用ANSYS对空气桥和半模天平设计进行了完整、详尽的分析和研究，通过强度、刚度、振动模态和屈曲分析，合理匹配了空气桥和半模天平刚度，达到了预定的设计指标和要求，其成功研制为我国开展TPS风洞试验技术研究以及飞行器发动机/机体一体化优化技术研究奠定了坚实的基础。

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[6] 彭云.2.4米风洞TPS试验设备改造－半模测力天平设计.CARDC－2，2005.03
[7] 彭云.2.4米风洞TPS试验设备改造－空气桥设计.CARDC－2，2005.03
[8] Wind Tunnel Test and Analysis Techniques Using Powered Simulators for Civil Nacelle Installation Drag Assessment.  AGARD-CP-301, 1981.

    注：本稿件来自安世亚太10周年优秀论文。

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