一种可移动的直升机系留悬停试验装置的制作方法

本发明属于飞行器悬停试验技术领域，涉及一种可移动的直升机系留悬停试验装置。

背景技术

在所有飞行器中直升机的悬停试飞试验中,目前国内的试验方式均采用的是自由飞行方法,此种方法试飞方法虽然简单,但是在实际的试飞过程中需要大量的试飞架次、多种试飞高度、并且由于受天气状况(如风力、突风)的影响在具体的试飞过程中也并不能保证试飞要求的精确性。在旋翼转速、功率提高时，无法保证要求的悬停高度。国际上通用的系留系统是在机场固定位置进行施工安装，实施周期长、占地大，只能在单一固定机场使用，且试验后的平台对当地机场建设毫无意义。

传统的飞机系留均采用的是钢索，包括国际上通用的系留悬停所用的吊装系统也是传统的钢索，钢索自身的特点收纳方式一般均用滚轮缠绕的方式，这种结构在直升机系留悬停试验过程中就需要强大的人力和物力支持，并且需要大的空间满足使用要求。

鉴于以上各种不足，需要设计一种新型的可移动的系留悬停活动试验台，能够解决以上各种试飞的问题和不足，满足型号取证试飞需要在各种气候、温度试飞环境下试验的要求，能够在各种悬停高度、旋翼转速、功率的要求下完成悬停试飞科目取得适航项目证书是需要解决的关键问题。

技术实现要素：

本发明的目的是：设计一种可在高温、高原等各种条件下使用的一种可移动的直升机系留悬停试验装置,此装置能满足直升机在各种悬停高度的悬停试验。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种可移动的直升机系留悬停试验装置，包括地面试验台和用于吊装该地面试验台的吊装机构，其特征在于所述地面试验台包括若干板组件，通过板组件拼接实现地面试验台的移动。

板组件均由钢板1和框架采用焊接的方式连接组成；板组件之间采用螺接的方式进行拼接固定。

地面试验台还包括吊挂接头3、u型锁4；吊挂接头3焊接在试验台中部，u型锁4安装在吊挂接头3上。

框架为田字形，由工字型梁2之间采用焊接的方式形成。

吊装机构从上到下依次包括a段、b段、c段三部分组成；a段从上到下依次包括强力环7、双环扣8、链条9、吊环螺栓10；b段从上到下依次包括吊环螺栓10、双环扣8、链条9、双环扣8；c段从上到下依次包括双环扣8、链条9、双环扣8、自锁安全钩12；a段与b段之间通过吊环螺栓10连接一力传感器11；b段与c段之间通过强力环7连接。

吊装机构c段中链条9可替换，以满足各种悬停高度的要求。

吊装机构与地面试验台通过自锁安全钩12和u型锁4连接。

本发明的技术效果是：该系留悬停试验装置通过在某直升机适航试飞的试验中应用，在国内飞行试验中首次完成“系留法”悬停性能试飞，减小了气流、温度能环境因素对试飞的影响，提高了试验数据的精确性；在试飞架次上比国内普遍采用的自由飞行方式的试飞有明显的降低。国际上通用的系留悬停试验系统是在机场固定位置进行施工安装，实施周期长、占地大，且试验后的平台对当地机场建设毫无意义，本发明可移动的试验台解决了国外系留悬停试验系统只能在单一固定机场使用的问题，能在不破坏当地机场的情况下满足在各种气候条件的试飞，有效控制试飞要求的悬停高度，极大地提高了试飞效率，高质量完成相关试飞科目。该项发明具有良好的工程应用前景，可广泛应用于直升机悬停性能试飞。

附图说明

图1为系留悬停试验装置整体示意图；

图2为中央框架示意图；

图3为板组件典型结构示意图；

图4为板组件之间典型连接方式剖面图；

图5为框架示意图；

图6为放大图x；

图7为地面试验台安装图；

图8为吊装机构连接示意图；

其中，1-钢板、2-工字型梁、3-吊挂接头、4-u型锁、5-螺母、6-螺栓、7-强力环、8-双环扣、9-链条、10-吊环螺栓、11-力传感器、12-自锁安全钩、13-20均为板组件、g-直升机钩子、l-吊装装置、s-地面试验台、h-焊缝。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明：

根据适航取证需要，直升机型号需要完成高温、高寒、高原、次高原等气候条件的取证工作，为了便于在这几种气候条件下的机场进行试飞，提高试飞效率，设计了一种可移动的直升机系留悬停试验装置，包括地面试验台和吊装机构，其中，所述地面试验台通过板组件拼接的方式实现可移动，在这几种环境相应机场选取较为平整的跑道进行试验台的安装。

如图1所示，本发明的留悬停试验装置整体示意图，吊装装置上端与直升机连接，吊装装置下端与地面试验台通过自锁安全钩和u型锁连接。

地面试验台由板组件、吊挂接头和u型锁组成，每个板组件均由钢板和框架采用焊接的方式连接组成，钢板由在下方的框架加固和支撑，框架形状选用田字形。

u型锁安装在吊挂接头上；吊挂接头焊接在地面试验台中部，可以采用多种方式：如焊接在试验台中部板组件的框架上，并在对应板组件的钢板上开有使吊挂接头穿过的孔；也可以直接焊接在试验台中部板组件的钢板上。本实施例采用焊接在试验台中部板组件的框架上的方式，如图1为试验装置整体示意图，图2为中央板组件下的中央框架示意图，为了焊接吊挂接头的牢固性，中央框架多焊接两排工字梁，也可以采用普通的框架，普通的框架示意图如图5所示。

板组件示意图如图3所示，由钢板和框架组成，钢板并由框架进行加强和支撑，板组件之间采用螺接的方式进行拼接固定，如图4所示，板组件的对接采用工字型梁做支撑的对接结构，对接处工字型梁底部铣出焊接螺母平面焊接螺母，在钢板上相应位置开沉头螺栓孔用于螺栓连接。支撑钢板的框架示意图如图5所示，由工字型梁之间采用焊接的方式形成，焊接示意放大图如图6所示。

本试验台大小根据直升机旋翼直径确定，为了方便运输和组装，在试验中按要求选择0.8倍的旋翼直径为试验台的长度尺寸，并将试验台均分成15块，每块为一个板组件，板组件大小为2米*3.3米，各个板组件之间采用螺接的方式进行拼接固定，试验时15块板组件拼接成10米*10米的试验台，如图7所示，试验结束后便于分解运输。

因为直升机在接地时会产生过载，加上飞机的自重，以及直升机拉力等因素，试验中钢板厚度为10mm，工字型梁组成的田字形框架每个小格大小为为1米*1米，以保证直升机落地时瞬时冲击力不会对试验台造成损伤。吊装系统的拉力最大为1吨，地面试验台总重量为8吨，确保在直升机试验过程中不会因为旋翼拉力过大而将地面试验台拉离。

吊装机构示意图如图8所示，上部与直升机连接，从上到下依次包括a段、b段、c段三部分组成；a段从上到下依次包括强力环、双环扣、链条、吊环螺栓；b段从上到下依次包括吊环螺栓、双环扣、链条、双环扣；c段从上到下依次包括双环扣、链条、双环扣、自锁安全钩；a段与b段之间安装有z型力传感器，用于读取试验数据；b段与c段之间通过强力环连接；根据试飞试验要求，c段可以根据需要选择若干长度规格不等的链条，以满足试验中要求的各种悬停高度。本试验中型号的悬停试验高度为有地效距地面1.8米的高度和无地效20米高度两种离地高度，选择如图7所示的两种高度规格组成的吊装组件。为了便于地面工作人员快速进行吊装系统的高度转换，选用自锁安全钩，便于工作人员拆卸，又保证试飞过程的安全可靠，不会轻易与u型锁脱离。

在具体悬停试验时：

1、将吊装组件最上部强力环与直升机下部挂钩相连，将1.8米高度的自锁安全钩与地面试验台的u型锁进行连接，将吊装系统的c段自然垂于地面试验台上。

2、试验期间，两名地面引导员分别位于直升机前方和正驾驶员一侧，协助飞行员保持吊装系统垂直。

3、直升机起飞，缓慢爬升至吊装系统拉紧，根据拉力传感器显示的拉力数值确定直升机功率，在各种不同旋翼拉力下稳定悬停1min，最大的旋翼拉力为1吨，直至拉力计读数为钢索重量。

4、直升机落地后将1.8米对应自锁安全钩打开，将20米对应的自锁安全钩挂于地面试验台的u型锁上。

5、直升机再次起飞，进行此无地效高度试验科目。

6、全部试验完毕，将吊装系统从直升机和地面试验台卸下，将地面试验台各板组件之间的螺栓拧下，将各板组件分离，用叉车装车运输到下一试验地点。

如果试验现场对直升机悬停高度进行更改，传统的钢索结构现场更改的能动性较差，而本发明的吊装系统通过c段的强力环、双环扣这两种转接零件就可以进行现场更改，这几种转接零件拆卸安装方便操作，在实地不需要其他的特殊工具条件就可以进行改装，以便于根据所要求的试验高度来对链条的长度进行更改。例如，在直升机悬停试验中，吊装系统如果用钢索的话，就需要在直升机的正下方设置滚轮来对钢索的拉伸的收缩提供导向，并且在远离直升机的地面设置滚轮对钢索进行收纳。而本发明选用钢链条的结构，很好的解决了以上的缺点和不足，在直升机起飞时钢链条自然伸展至竖直，当直升机落下时刚链条自然已节节堆积在下方。

本发明不限于上述实施方式，试验台所需板组件的材质不限于钢板，板组件厚度、大小可调节，试验台外部形状也可变，只要尺寸大小满足悬停试飞试验的要求即可。

本发明的可移动的直升机系留悬停试验装置系留悬停试验装置通过在某直升机适航试飞的试验中应用，在国内飞行试验中首次完成“系留法”悬停性能试飞，减小了气流、温度能环境因素对试飞的影响，提高了试验数据的精确性；在试飞架次上比国内普遍采用的自由飞行方式的试飞有明显的降低。国际上通用的系留悬停试验系统是在机场固定位置进行施工安装，实施周期长、占地大，且试验后的平台对当地机场建设毫无意义，本发明可移动的试验台解决了国外系留悬停试验系统只能在单一固定机场使用的问题，能在不破坏当地机场的情况下满足在各种气候条件的试飞，有效控制试飞要求的悬停高度，极大地提高了试飞效率，高质量完成相关试飞科目。该项发明具有良好的工程应用前景，可广泛应用于直升机悬停性能试飞。