專利名稱：一種飛行器大過載加載環境模擬試驗系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及飛行器測試和檢驗系統，尤其涉及的是一種飛行器大過載加載環境模擬試驗系統。
背景技術：
火箭、導彈、飛機等飛行器的某些關鍵部件在裝備應用之前，必須通過大過載故障保險試驗進行測試和檢驗。由于半實物仿真試驗可以在實驗室中多次重復進行，其經濟性和實用性越來越突出，在飛行器研制過程中所發揮的作用也越來越重要。先進的仿真技術是飛行器研制以及改進設計的重要手段之一，開展和完善仿真模型可信性的研究對加速其研制定型、性能提高、縮短研制周期、節省人力、節約經費具有重要的意義。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是針對現有技術的不足提供一種飛行器大過載加載環境模擬試驗系統。本發明的技術方案如下一種飛行器大過載加載環境模擬試驗系統，包括主軸調速系統(2)、二維加速度矢量分配系統(3)、主轉臂(4)；主軸調速系統(2)包括調速電機(21)、減速器(23)、電磁離合器(22)、主轉軸
(24)，主轉臂(4)固定在主轉軸(24)上，主軸調速系統(2)完成主轉臂(4)的轉速控制，在飛行器大過載加載環境的地面模擬試驗中，提供穩定的轉速；二維加速度矢量分配系統(3)包括控制電機(33)、撓性帶(34)、工作臺(31)，把試件(32)固定在工作臺(31)上，控制電機(33)通過撓性帶(34)驅動工作臺(31)和試件
(32)一起轉動，用控制電機(33)控制試件(32)的角位移、運動軌跡及速度，按照預先設定的控制規律，模擬大過載加載環境時，使試件(32)的軸向在0.2秒內指向主轉臂(4)的法向加速度方向，達到加載環境的加速度要求；模擬大過載停機環境時，使試件(32)的軸向在0.2秒內指向主轉臂(4)的切向或反切向加速度方向，使其軸向加速度為0，達到大過載停機環境的加速度要求。本發明技術方案的有益效果就是在實驗室環境下模擬飛行器的大過載加載環境，對飛行器的某些關鍵部件進行性能測試和檢驗，為飛行器的研制、檢測等提供依據。系統經過實際調試，完全可以滿足地面模擬試驗的要求。
圖1大過載加載環境模擬試驗系統的總體結構；圖2大過載加載環境模擬試驗系統的工作原理，X向為試件的軸向，y向為試件的徑向；圖3大過載加載環境二維加速度矢量分配系統的結構；
圖4試件大過載軸向加速度曲線；2主軸調速系統，3 二維加速度矢量分配系統，4主轉臂，21調速電機，22電磁離合器，23減速器，24主軸(含有滑環)，31工作臺，32試件，33控制電機，34撓性帶；H矢量軸，P法向，Q切向；
具體實施例方式以下結合具體實施例，對本發明進行詳細說明。參考圖1，該試驗系統包括主軸調速系統2、二維加速度矢量分配系統3、主轉臂4。主軸調速系統2包括調速電機21、減速器23、電磁離合器22、主轉軸24，主轉臂4固定在主轉軸24上，主軸調速系統2主要完成主轉臂4的轉速控制，在飛行器大過載加載環境的地面模擬試驗中，提供穩定的轉速；二維加速度矢量分配系統3結構如圖3所示，二維加速度矢量分配系統3包括控制電機33、撓性帶34、工作臺31，把試件32固定在工作臺31上，控制電機33通過撓性帶34驅動工作臺31和試件32—起轉動，因此可以用控制電機33控制試件32的角位移、運動軌跡及速度，按照預先設定的控制規律，模擬大過載加載環境時，使試件32的軸向在0. 2秒內指向主轉臂4的法向加速度方向，達到加載環境的加速度要求；模擬大過載停機環境時，使試件32的軸向在0. 2秒內指向主轉臂4的切向或反切向加速度方向，使其軸向加速度為0，達到大過載停機環境的加速度要求。其工作原理 示意圖如圖2所示。主轉臂旋轉時，其加速度為
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Ar - CO2其合成加速度為A = 1t + Tr(2)式中XL石、X分別為矢量軸軸心處的切向力卩速度、法向力卩速度及合成加速度。由以上公式可知主轉軸加速過程中，存在法向和切向加速度，但是當轉速穩定，主轉軸以角速度《勻速旋轉時，主轉臂只有法向加速度，而切向加速度為O。因此當主轉臂以穩定的角速度旋轉時，只要控制試件的軸向指向主轉臂的切向，則試件的軸向加速度為0 ;控制試件的軸向指向主轉臂的法向，則試件的軸向加速度為r 2。因此只要通過主軸調速系統控制主轉臂的轉速達到加載時的加速度要求，通過二維矢量加速度分配系統控制試件的軸向位置，就可實現飛行器大過載加載環境的地面模擬試驗。工作過程(1)安裝試件，使其初始軸向和主轉臂的切向重合；(2)主軸調速系統按照設定的加速度開始旋轉，當主轉臂轉速恒定時，只有法向加速度，而切向加速度為0，所以試件的軸向加速度為0 ; (3) 二維矢量加速度分配系統控制試件在0. 2秒內旋轉90度，試件的軸向指向主轉臂的法向，因此試件的軸向加速度和主轉臂的法向加速度保持一致，實現大過載加載環境的模擬；(4)主軸調速系統保持穩定轉速，二維矢量加速度分配系統鎖定試件位置，整個系統穩定運行；(5) 二維矢量加速度分配系統再控制試件在0. 2S內旋轉90度(或反向旋轉90度)，試件的軸向又指向主轉臂的反切向(或切向)，其加速度為0，實現大過載停機環境的模擬。其軸向大過載加速度曲線如圖4所示。應當理解的是，對本領域普通技術人員來說，可以根據上述說明加以改進或變換，而所有這些改進和變換都應屬于本發明所附權利要求的保護范圍。
權利要求
1.一種飛行器大過載加載環境模擬試驗系統，其特征在于，包括主軸調速系統(2)、二維加速度矢量分配系統(3)、主轉臂(4)；主軸調速系統(2)包括調速電機(21)、減速器(23)、電磁離合器(22)、主轉軸(24)，主轉臂(4)固定在主轉軸(24)上，主軸調速系統(2)完成主轉臂(4)的轉速控制，在飛行器大過載加載環境的地面模擬試驗中，提供穩定的轉速；二維加速度矢量分配系統(3)包括控制電機(33)、撓性帶(34)、工作臺(31)，把試件(32)固定在工作臺(31)上，控制電機(33)通過撓性帶(34)驅動工作臺(31)和試件(32)一起轉動，用控制電機(33)控制試件(32)的角位移、運動軌跡及速度，按照預先設定的控制規律，模擬大過載加載環境時，使試件(32)的軸向在O. 2秒內指向主轉臂(4)的法向加速度方向，達到加載環境的加速度要求；模擬大過載停機環境時，使試件(32)的軸向在O. 2秒內指向主轉臂(4)的切向或反切向加速度方向，使其軸向加速度為0，達到大過載停機環境的加速度要求。
全文摘要
本發明公開了一種飛行器大過載加載環境模擬試驗系統，包括主軸調速系統(2)、二維加速度矢量分配系統(3)、主轉臂(4)；本發明技術方案的有益效果就是在實驗室環境下模擬飛行器的大過載加載環境，對飛行器的某些關鍵部件進行性能測試和檢驗，為飛行器的研制、檢測等提供依據。系統經過實際調試，完全可以滿足地面模擬試驗的要求。
文檔編號G01M99/00GK103048151SQ20121052507
公開日2013年4月17日 申請日期2012年11月29日 優先權日2012年11月29日
發明者張艷兵, 張紅艷, 馬鐵華, 裴東興, 梁志劍 申請人:中北大學