一種艦載機前起彈射釋放動載荷試驗裝置及其試驗方法與流程

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及一種艦載機前起彈射釋放動載荷試驗裝置及其試驗方法，屬于一類飛機起落架試驗技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：
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艦載飛機在航母上起飛方式有自主起飛、滑躍起飛、彈射起飛三種方式，其中彈射起飛分為蒸汽彈射及電磁彈射等。而彈射起飛具有效率高，彈射周期短，彈射簡便，不區(qū)分艦載機型號等優(yōu)勢，能夠充分發(fā)揮艦載機和航母的作戰(zhàn)性能，是未來發(fā)展的必然方向。

艦載機彈射起飛時，彈射器上的拖梭連接前起落架彈射桿，同時連接前起落架的牽制裝置，然后由拖梭及飛機發(fā)動機同時施加載荷，當(dāng)達到彈射起飛載荷時，牽制裝置瞬間釋放，由拖梭提供驅(qū)動力通過前起落架傳遞載荷牽引飛機加速滑跑，完成起飛。然而由于彈射時，在牽制桿釋放瞬間前起落架所受載荷變化較大，從而引起前起落架振動等復(fù)雜的受載及運動情況，并且會影響整個彈射過程。因此，研究牽制載荷突卸時前起落架的運動受載情況是必要的，也是艦載機彈射起飛的技術(shù)難點之一。

目前艦載機前起落架彈射釋放試驗在國內(nèi)尚無相關(guān)公開試驗研究報道，國外在該方面研究起步較早，但公開內(nèi)容極少。并且在目前公開的專利中并無相關(guān)研究。相關(guān)文獻多為艦載機彈射過程的理論分析、艦載機彈射起飛動力學(xué)軟件仿真研究、艦載機彈射起飛參數(shù)優(yōu)化等，并沒有相關(guān)的試驗研究。因此，需要對該問題做進一步的試驗?zāi)M研究。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
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本發(fā)明是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題而提供一種艦載機前起彈射釋放動載荷試驗裝置及其試驗方法，模擬前起落架在實際彈射釋放瞬間的真實受載情況。

本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種艦載機前起彈射釋放動載荷試驗裝置，包括前起落架彈射桿、艦載機質(zhì)量慣量模擬機構(gòu)、彈射器模擬機構(gòu)、發(fā)動機推力模擬機構(gòu)、前起落架牽制桿以及牽制鉸鏈；

所述艦載機質(zhì)量慣量模擬機構(gòu)由前起落架、鋼梁組件、輪胎以及配重塊構(gòu)成；

所述彈射器模擬機構(gòu)由彈射滑塊以及彈射力氣缸構(gòu)成；

所述發(fā)動機推力模擬機構(gòu)由推力氣缸構(gòu)成的；

所述彈射力氣缸和推力氣缸均為單活塞桿氣缸。

所述艦載機前起落架安裝在鋼梁組件前端，輪胎安裝在鋼梁組件下方，前起落架下末端設(shè)有前起落架輪胎，所述前起落架輪胎和輪胎放置在地面上，共同支撐鋼梁組件，所述配重塊安裝在鋼梁組件上，所述彈射滑塊安裝在前起落架前方的地面上，彈射滑塊上表面具有與前起落架彈射桿連接的接頭，彈射滑塊在地面上前后直線滑動，所述彈射力氣缸安裝在彈射滑塊下方，彈射力氣缸的載荷輸出端與彈射滑塊連接以推動彈射滑塊向前運動，所述推力氣缸安裝在鋼梁組件下方，在輪胎的后面，固定在地面上，所述推力氣缸上的活塞桿與鋼梁組件連接以推動鋼梁組件向前運動；所述牽制鉸鏈安裝在前起落架牽制桿末端的地面上，與前起落架牽制桿連接，前起落架牽制桿繞牽制鉸鏈轉(zhuǎn)動。

進一步地，所述彈射力氣缸和推力氣缸的兩末端均設(shè)有氣缸端蓋，所述彈射力氣缸和推力氣缸設(shè)有活塞桿的一末端的氣缸端蓋上設(shè)有若干排氣口。

本發(fā)明還采用如下技術(shù)方案：一種艦載機前起彈射釋放動載荷試驗裝置的試驗方法，包括如下步驟：

步驟一：按照艦載機的彈射起飛重量調(diào)整配重塊的安裝數(shù)量和安裝位置，使鋼梁組件、前起落架、輪胎以及配重塊組成的艦載機模擬裝置的重量、重心位置以及俯仰轉(zhuǎn)動慣量與真實艦載機相同；

步驟二：將艦載機模擬裝置放置在地面上，其對稱面與彈射滑塊的滑動方向一致；

步驟三：將前起落架彈射桿與彈射滑塊連接，前起落架牽制桿與牽制鉸鏈連接；

步驟四：給推力氣缸的無活塞桿腔充氣，在推力氣缸的作用下，鋼梁組件帶動前起落架有向前運動的趨勢，此時前起落架牽制桿處于張緊狀態(tài)，前起落架不能向前運動，調(diào)整推力氣缸無活塞桿腔的氣壓使推力氣缸的輸出載荷與艦載機彈射起飛時的發(fā)動機推力相等，然后保持推力氣缸無活塞桿腔氣壓不變；

步驟五：給彈射力氣缸的無活塞桿腔充氣，隨著彈射力氣缸無活塞桿腔氣壓增大，前起落架彈射桿、前起落架牽制桿的張緊力不斷增加，當(dāng)前起落架牽制桿載荷達到解鎖極限載荷時，前起落架牽制桿解鎖，前起落架牽制桿與前起落架分離，前起落架、鋼梁組件在彈射力氣缸和推力氣缸的共同作用下，向前彈射滑跑，前起落架牽制桿解鎖瞬間，前起落架的約束條件和載荷輸入與真實的艦載機彈射釋放瞬間一致。

本發(fā)明具有如下有益效果：實現(xiàn)了在實驗室中沒有艦載機發(fā)動機的情況下模擬艦載機彈射釋放過程的前起落架試驗；采用氣壓作動缸加載，載荷平穩(wěn)，連續(xù)性好；試驗裝置結(jié)構(gòu)簡單，降低了試驗規(guī)模，節(jié)約試驗成本。

附圖說明：

圖1為艦載機前起彈射釋放動載荷試驗裝置的示意圖。

圖2為端蓋設(shè)有排氣孔的氣缸結(jié)構(gòu)示意圖。

其中：

1、前起落架彈射桿，2、前起落架，3、配重塊，4、鋼梁組件，5、彈射滑塊，6、彈射力氣缸，7、前起落架牽制桿，8、牽制鉸鏈，9、輪胎，10、推力氣缸，11、活塞桿，12、排氣口，13、氣缸端蓋。

具體實施方式：

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的說明。

本發(fā)明艦載機前起彈射釋放動載荷試驗裝置包括：艦載機質(zhì)量慣量模擬機構(gòu)、彈射器模擬機構(gòu)、發(fā)動機推力模擬機構(gòu)、前起落架牽制桿7以及牽制鉸鏈8；其中艦載機質(zhì)量慣量模擬機構(gòu)由前起落架2、鋼梁組件4、輪胎9以及配重塊3構(gòu)成；彈射器模擬機構(gòu)由彈射滑塊5以及彈射力氣缸6構(gòu)成；發(fā)動機推力模擬機構(gòu)由推力氣缸10構(gòu)成的；彈射力氣缸6和推力氣缸10均為單活塞桿氣缸，彈射力氣缸6和推力氣缸10的兩末端均設(shè)有氣缸端蓋13，彈射力氣缸6和推力氣缸10設(shè)有活塞桿11的一末端的氣缸端蓋13上設(shè)有若干排氣口12，通過排氣口12可以增加排氣流量，提高氣缸有效載荷。

艦載機前起落架2安裝在鋼梁組件4前端，輪胎9安裝在鋼梁組件4下方，前起落架下末端設(shè)有前起落架輪胎，前起落架輪胎與輪胎9的距離由艦載機的前主輪距確定，前起落架輪胎和輪胎9放置在地面上，共同支撐鋼梁組件4。配重塊3安裝在鋼梁組件4上，可以調(diào)整配重塊3的數(shù)量和安裝位置來模擬艦載機的起飛重量、重心位置以及俯仰轉(zhuǎn)動慣量。彈射滑塊5安裝在前起落架2前方的地面上，彈射滑塊5上表面具有與前起落架彈射桿1連接的接頭，彈射滑塊5可以在地面上前后直線滑動，彈射力氣缸6安裝在彈射滑塊5下方，彈射力氣缸6的載荷輸出端與彈射滑塊5連接，可以推動彈射滑塊5向前運動。推力氣缸10安裝在鋼梁組件4下方，在輪胎9的后面，固定在地面上，推力氣缸10上的活塞桿11與鋼梁組件4連接，可以推動鋼梁組件4向前運動；牽制鉸鏈8安裝在前起落架牽制桿7末端的地面上，與前起落架牽制桿7連接，前起落架牽制桿7可以繞牽制鉸鏈8轉(zhuǎn)動。

本發(fā)明艦載機前起彈射釋放動載荷試驗裝置的試驗方法，包括如下步驟：

步驟一：按照艦載機的彈射起飛重量調(diào)整配重塊3的安裝數(shù)量和安裝位置，使鋼梁組件4、前起落架2、輪胎9以及配重塊3組成的艦載機模擬裝置的重量、重心位置以及俯仰轉(zhuǎn)動慣量與真實艦載機相同；

步驟二：將艦載機模擬裝置放置在地面上，其對稱面與彈射滑塊5的滑動方向一致；

步驟三：將前起落架彈射桿1與彈射滑塊5連接，前起落架牽制桿7與牽制鉸鏈8連接；

步驟四：給推力氣缸10的無活塞桿腔充氣，在推力氣缸10的作用下，鋼梁組件4帶動前起落架2有向前運動的趨勢，此時前起落架牽制桿7處于張緊狀態(tài)，前起落架2不能向前運動，調(diào)整推力氣缸10無活塞桿腔的氣壓使推力氣缸10的輸出載荷與艦載機彈射起飛時的發(fā)動機推力相等，然后保持推力氣缸10無活塞桿腔氣壓不變；給彈射力氣缸6的無活塞桿腔充氣，隨著彈射力氣缸6無活塞桿腔氣壓增大，前起落架彈射桿1、前起落架牽制桿7的張緊力不斷增加，當(dāng)前起落架牽制桿7載荷達到解鎖極限載荷時，前起落架牽制桿7解鎖，前起落架牽制桿7與前起落架2分離，前起落架2、鋼梁組件4在彈射力氣缸6和推力氣缸10的共同作用下，向前彈射滑跑。前起落架牽制桿7解鎖瞬間，前起落架2的約束條件和載荷輸入與真實的艦載機彈射釋放瞬間一致。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下還可以作出若干改進，這些改進也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。