專利名稱：一種飛機(jī)燃油箱撞擊試驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及飛機(jī)燃油箱高生存力設(shè)計(jì)領(lǐng)域，具體是一種飛機(jī)燃油箱實(shí)彈射擊試驗(yàn)
>J-U ρ α裝直。
背景技術(shù)：
在飛機(jī)的各個(gè)系統(tǒng)中，燃油系統(tǒng)的暴露面積通常占全機(jī)的50%以上，是飛機(jī)上易損性最高的系統(tǒng)。在該系統(tǒng)中，燃油箱具有最大的暴露面積和易損面積，是易損性最為突出的部件。在威脅打擊下燃油箱內(nèi)通常會(huì)發(fā)生燃燒或爆炸，油箱內(nèi)的燃燒或爆炸對(duì)油箱及相鄰的結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)帶來燒傷和沖擊，造成嚴(yán)重的破壞，是造成飛機(jī)在作戰(zhàn)環(huán)境中被殺傷的最重要原因之一。飛機(jī)燃油箱內(nèi)的點(diǎn)火源通常來自以下幾種，一是穿甲彈、導(dǎo)彈碎片和射彈撞擊油箱壁產(chǎn)生的碰撞火花；一種是穿甲燃燒彈、高爆燃燒彈的燃燒火焰。燃油箱內(nèi)液體燃油并不會(huì)直接燃燒，燃燒通常發(fā)生在油箱上層的無油區(qū)。燃燒或爆炸的發(fā)生與油箱上層無油區(qū)的油氣濃度和氧氣濃度有關(guān)，油氣濃度定義為單位體積內(nèi)燃油分子數(shù)量，它僅取決于燃油和油氣的穩(wěn)定溫度，溫度越高，燃油蒸汽壓越大；氧氣濃度定義為單位體積內(nèi)氧氣分子的數(shù)量，它取決于飛機(jī)的飛行高度，飛行高度越高氧氣分子數(shù)量越少。氧分子數(shù)量(與高度有關(guān))和油分子數(shù)量(與溫度有關(guān))的關(guān)系決定了燃燒爆炸的可能性，只有在油氣和氧氣濃度達(dá)到燃燒極限時(shí)，燃燒爆炸才會(huì)發(fā)生。為了提高飛機(jī)在作戰(zhàn)環(huán)境下的生存能力，需要對(duì)燃油箱采取有效的防燃抑爆措施。目前國(guó)內(nèi)外最常用且已裝備飛機(jī)的有油箱惰化技術(shù)，該技術(shù)是通過對(duì)油箱充入惰化氣體，降低燃油和空氣的混合氣中氧氣含量，使之處于貧氧狀態(tài)，從而消除或降低著火概率，起到防燃抑爆作用，目前應(yīng)用最廣泛的是使用氮?dú)舛杌拖?。為了分析飛機(jī)燃油箱在遭受碎片等威脅撞擊下的狀態(tài)變化(是否發(fā)生燃燒或爆炸)，及定量分析氮?dú)舛杌拖浼夹g(shù)對(duì)飛機(jī)燃油箱燃燒或爆炸的抑制效果，設(shè)計(jì)具有高作戰(zhàn)生存力的燃油箱，必須進(jìn)行飛機(jī)燃油箱的實(shí)彈射擊試驗(yàn)研究。進(jìn)行飛機(jī)燃油箱的實(shí)彈射擊試驗(yàn)主要存在以下問題1、經(jīng)濟(jì)性差，每進(jìn)行一次飛機(jī)燃油箱的實(shí)彈射擊試驗(yàn)就要?dú)囊粋€(gè)真實(shí)飛機(jī)的燃油系統(tǒng)，耗費(fèi)高；2、試驗(yàn)專一性高，針對(duì)不同型號(hào)飛機(jī)的燃油箱試驗(yàn)，需要構(gòu)建相應(yīng)型號(hào)飛機(jī)的燃油系統(tǒng)，耗時(shí)長(zhǎng)；3、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，每進(jìn)行一次飛機(jī)的燃油箱實(shí)彈射擊試驗(yàn)，就需要構(gòu)建該飛機(jī)的一個(gè)完整的燃油系統(tǒng)，甚至該油箱附近的整個(gè)結(jié)構(gòu)都需要構(gòu)建，如進(jìn)行機(jī)翼油箱的實(shí)彈射擊試驗(yàn)，需要構(gòu)建整個(gè)機(jī)翼，進(jìn)行燃油箱的實(shí)彈試驗(yàn)的次數(shù)通常超過100次甚至更多，不僅耗時(shí)且費(fèi)用高。
發(fā)明內(nèi)容為克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的耗時(shí)且費(fèi)用高的不足，本發(fā)明提出了一種飛機(jī)燃油箱撞擊試驗(yàn)裝置。本發(fā)明包括一對(duì)底座滑塊、燃油箱、火焰?zhèn)鞑ビ^察箱和中空箱；所述一對(duì)底座滑塊平行的固定在燃油箱的下表面；燃油箱箱體頂板的中心開有泄壓口，在該泄壓口上安裝有承壓板；在所述承壓板的一側(cè)排布有空氣/氧氣分析儀連接螺栓、真空泵連接螺栓和注油口，在所述承壓板的另一側(cè)排布有溫度/壓力測(cè)量?jī)x連接螺栓、油箱風(fēng)扇和空氣/氮?dú)庾⑷肟?；在燃油箱底板中部開有出油口 ；在燃油箱一側(cè)的箱體中部安裝有火焰?zhèn)鞑ビ^察箱；在燃油箱與有火焰?zhèn)鞑ビ^察箱的安裝口相鄰的表面為燃油箱的正面，在燃油箱正面的中部安裝有入射板；一對(duì)固定架位于所述入射板安裝口的兩側(cè)；撞擊板固定在固定架上，并且撞擊板與入射板的位置重疊 ；在燃油箱面中部安裝有出射板；內(nèi)部裝有填土的中空箱位于燃油箱背面。在火焰?zhèn)鞑ビ^察箱正面的箱體上開有觀察口 ；在火焰?zhèn)鞑ビ^察箱側(cè)面的箱體上安裝有觀察箱風(fēng)扇。由于本發(fā)明所采取的技術(shù)方案，本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)威脅武器擊穿模擬飛機(jī)蒙皮的撞擊板、入射板和模擬油箱壁的出射板過程中燃油箱內(nèi)的狀態(tài)變化，如燃油箱發(fā)生燃燒或爆炸，并通過溫度/壓力測(cè)量?jī)x記錄油箱內(nèi)的溫度和壓力變化。能夠模擬燃油箱在不采用惰化技術(shù)和采用氮?dú)舛杌夹g(shù)后燃油箱內(nèi)的火焰?zhèn)鞑デ闆r和狀態(tài)變化，該試驗(yàn)裝置制造費(fèi)用簡(jiǎn)單，試驗(yàn)通用性強(qiáng)，可模擬不同類型飛機(jī)的燃油箱，整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可用于研究飛機(jī)燃油箱內(nèi)氧氣濃度對(duì)燃燒發(fā)生的影響，驗(yàn)證氮?dú)舛杌夹g(shù)的效果。本發(fā)明提供了一種費(fèi)用低廉、通用性強(qiáng)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的飛機(jī)燃油箱實(shí)彈射擊試驗(yàn)裝置。
附圖I為本發(fā)明示意圖附圖2為本發(fā)明油箱底部和側(cè)部示意圖附圖3為本發(fā)明燃油箱示意圖。圖中I.實(shí)彈發(fā)射裝置 2.底座滑塊 3.撞擊板 4.入射板 5.固定支架6.燃油箱 7.空氣/氧氣分析儀連接螺栓 8.真空泵連接螺栓9.注油口 10.承壓板 11.溫度/壓力測(cè)量?jī)x連接螺栓 12.油箱風(fēng)扇13.空氣/氮?dú)庾⑷肟?14.中空箱 15.填土 16.火焰?zhèn)鞑ビ^察箱17.觀察口 18.觀察箱風(fēng)扇 19.出油口 20.出射板
具體實(shí)施方式
本實(shí)施例是一種用于飛機(jī)燃油箱撞擊試驗(yàn)裝置，包括一對(duì)底座滑塊2、燃油箱6、火焰?zhèn)鞑ビ^察箱16和中空箱14。所述一對(duì)底座滑塊2平行的固定在燃油箱6的下表面，通過該底座滑塊2將燃油箱6與鋪設(shè)在試驗(yàn)室的地軌配合。燃油箱6用鋼板制成，在箱體頂板的中心開有泄壓口，在該泄壓口上安裝有承壓板10。在所述承壓板10的一側(cè)排布有空氣/氧氣分析儀連接螺栓7、真空泵連接螺栓8和注油口 9，在所述承壓板10的另一側(cè)排布有溫度/壓力測(cè)量?jī)x連接螺栓11、油箱風(fēng)扇12和空氣/氮?dú)庾⑷肟?13，真空泵、溫度/壓力測(cè)量?jī)x、空氣/氮?dú)庾⑷胙b置、空氣/氧氣分析儀分別通過各連接螺栓固定在燃油箱6的上表面。在燃油箱6底板中部開有出油口 19。在燃油箱6—側(cè)的箱體中部開有火焰?zhèn)鞑ビ^察箱的安裝口，火焰?zhèn)鞑ビ^察箱16嵌裝在該安裝口上。在燃油箱6與有火焰?zhèn)鞑ビ^察箱的安裝口相鄰的表面為燃油箱6的正面，在燃油箱6正面的中部開有入射板的安裝口，入射板4通過螺釘固定在該安裝口上。在所述入射板安裝口的兩側(cè)，各安裝有一個(gè)固定架5，并且兩個(gè)固定架5相互平行。撞擊板3的兩邊通過螺栓固定在各固定架5上，并且撞擊板3與入射板4的位置重疊。與燃油箱6正面對(duì)稱的表面為燃油箱6的背面，在所述的燃油箱6背面的中部開有出射板的安裝口，出射板20通過螺釘固定在該安裝口上。中空箱14位于燃油箱6背面，并且與燃油箱6之間有Im的距離；中空箱14內(nèi)部裝有填土 15。火焰?zhèn)鞑ビ^察箱16亦用鋼板制成。在火焰?zhèn)鞑ビ^察箱16正面的箱體上開有觀察口 17 ;在火焰?zhèn)鞑ビ^察箱16側(cè)面的箱體上安裝有觀察箱風(fēng)扇18。本實(shí)施例中，通過底座滑塊2與實(shí)驗(yàn)室的地軌相連。所述燃油箱6下底板中央安裝出油口 19，出油口在平時(shí)關(guān)閉，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后打開將燃油放入固定容器，避 免燃油的浪費(fèi)。通過頂板的連接螺栓，分別連接空氣/氧氣分析儀、真空泵、溫度/壓力測(cè)量?jī)x；油箱風(fēng)扇12通過外部電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。位于燃油箱6頂板中部的承壓板10在燃油箱內(nèi)壓力達(dá)到一定值時(shí)破裂，以保證油箱整體結(jié)構(gòu)不遭受破壞。位于燃油箱6正面和背面的入射板4和出射板20模擬飛機(jī)的油箱壁，其材料與厚度與試驗(yàn)飛機(jī)的燃油箱壁一致，撞擊板3模擬飛機(jī)的蒙皮。通過火焰觀察箱16觀察油箱中火焰的傳播情況。所述中空箱14位于出射板20后方，其外形大小完全覆蓋整個(gè)出射板20，通過中空箱內(nèi)部的填土 15吸收試驗(yàn)用的實(shí)彈。試驗(yàn)整體流程如下，首先安裝入射板4、撞擊板3和出射板20，通過真空泵抽取燃油箱6內(nèi)的空氣直到燃油箱內(nèi)的壓力到達(dá)燃油的飽和蒸汽壓力值，然后通過燃油箱頂板的注油口 9向油箱內(nèi)注入燃油，通過空氣/氮?dú)庾⑷肟?13向燃油箱中注入空氣或氮?dú)庵钡饺加拖鋬?nèi)壓力值到達(dá)要模擬的飛機(jī)燃油箱內(nèi)部壓力，通過空氣/氧氣分析儀測(cè)量燃油箱內(nèi)的氧氣濃度，通過油箱風(fēng)扇12和觀察箱風(fēng)扇18使油箱內(nèi)的油氣和空氣混合均勻。通過實(shí)彈發(fā)射裝置I發(fā)射射彈，該射彈擊穿撞擊板、入射板和出射板，最后擊入中空箱中，整個(gè)過程中通過溫度/壓力測(cè)量?jī)x記錄油箱內(nèi)溫度、壓力的變化，通過火焰觀察箱16中的觀察口 17記錄燃油箱中的火焰?zhèn)鞑デ闆r，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后通過出油口 19清空油箱中殘余的燃油。
權(quán)利要求1.一種飛機(jī)燃油箱撞擊試驗(yàn)裝置，其特征在于，包括一對(duì)底座滑塊、燃油箱、火焰?zhèn)鞑ビ^察箱和中空箱；所述一對(duì)底座滑塊平行的固定在燃油箱的下表面；燃油箱箱體頂板的中心開有泄壓口，在該泄壓口上安裝有承壓板；在所述承壓板的一側(cè)排布有空氣/氧氣分析儀連接螺栓、真空泵連接螺栓和注油口，在所述承壓板的另一側(cè)排布有溫度/壓力測(cè)量?jī)x連接螺栓、油箱風(fēng)扇和空氣/氮?dú)庾⑷肟?；在燃油箱底板中部開有出油口 ；在燃油箱一側(cè)的箱體中部安裝有火焰?zhèn)鞑ビ^察箱；在燃油箱與有火焰?zhèn)鞑ビ^察箱的安裝口相鄰的表面為燃油箱的正面，在燃油箱正面的中部安裝有入射板；一對(duì)固定架位于所述入射板安裝口的兩側(cè)；撞擊板固定在固定架上，并且撞擊板與入射板的位置重疊；在燃油箱面中部安裝有出射板；內(nèi)部裝有填土的中空箱位于燃油箱背面。
2.如權(quán)利要求I所述一種飛機(jī)燃油箱撞擊試驗(yàn)裝置，其特征在于，在火焰?zhèn)鞑ビ^察箱正面的箱體上開有觀察口 ；在火焰?zhèn)鞑ビ^察箱側(cè)面的箱體上安裝有觀察箱風(fēng)扇。
專利摘要一種飛機(jī)燃油箱撞擊試驗(yàn)裝置，包括一對(duì)底座滑塊、燃油箱、火焰?zhèn)鞑ビ^察箱和中空箱。一對(duì)底座滑塊平行的固定在燃油箱的下表面；在燃油箱箱體頂板的泄壓口上安裝有承壓板；在燃油箱箱體頂板上有空氣/氧氣分析儀、真空泵、注油口溫度/壓力測(cè)量?jī)x、油箱風(fēng)扇和空氣/氮?dú)庾⑷肟冢辉谌加拖涞装逯胁坑谐鲇涂?；在燃油箱一?cè)安裝有火焰?zhèn)鞑ビ^察箱；在燃油箱正面的中部安裝有入射板；撞擊板固定在固定架上，并且撞擊板與入射板的位置重疊；在燃油箱面中部安裝有出射板；內(nèi)部裝有填土的中空箱位于燃油箱背面。本實(shí)用新型能夠模擬不同類型飛機(jī)的燃油箱采用氮?dú)舛杌夹g(shù)后燃油箱內(nèi)的火焰?zhèn)鞑デ闆r和狀態(tài)變化，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單通用性強(qiáng)的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01M7/08GK202453172SQ20122004625
公開日2012年9月26日 申請(qǐng)日期2012年2月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月14日
發(fā)明者孫中超, 宋筆鋒, 石帥, 葛玉雪, 蔡海亮, 裴揚(yáng), 金朋 申請(qǐng)人:西北工業(yè)大學(xué)