落震试验装置、落震试验系统以及落震试验方法与流程

1.本技术涉及落震试验技术领域，特别涉及一种落震试验装置、落震试验系统以及落震试验方法。


背景技术：

2.起落架作为飞机的起落装置，是飞机重要的承力部件。起落架是用于起飞降落或地面滑行时支撑飞机并用于地面移动的附件装置。起落架落震试验是在地面专门试验设施上进行模拟飞行器着陆撞击地面的一种动力特性试验，用以验证飞行器结构强度、刚度、缓冲行程、过载加速度等相关指标是否满足设计要求，是着陆缓冲器设计验证的关键环节。
3.当前，起落架落震试验多采用现有的滑轨台架系统。为了模拟飞机真实的降落状态，现有的滑轨台架系统需要达到ccar-25中规定的民机设计着陆重量的限制下沉速度3.05m/s，落地之后需要能够进行加载控制，模拟飞机着陆之后的载荷变化。这里面涉及三个过程：1)将起落架提升一定的高度；2)起落架快速下落，达到需要的目标速度，例如，目标速度的最大值可以为限制下沉速度3.05m/s；3)落地之后能够对起落架加载负荷。
4.显然地，起落架落震试验的设计需要考虑3个场景：1、起落架安装维护所需要的加载系统举升功能；2、模拟飞机着陆瞬间轮胎起转试验；3、模拟轮胎着陆后，模拟加载飞机轮胎上的载荷，最大要达到40吨。
5.现有的起落架落震试验装置存在诸多问题。例如，落震试验装置的整体重量较大、以及对试验装置的结构强度要求较高等问题。此外，现有的滑轨台架系统测试区间有限，若在目标速度到达设定数值后，则无法实现短时间快速加载状态。
6.有鉴于此，实有必要开发一种落震试验装置、落震试验系统以及落震试验方法，用以解决上述问题。


技术实现要素：

7.本技术提供一种空落震试验装置、落震试验系统以及落震试验方法，能使得试验件通过自由下落获得目标速度，并能实现在试验件获得目标速度后对其进行快速加载的目的，进而能够解决现有落震试验装置面临的整体重量较大，结构强度要求较高、且着陆后快速加载无法实现等问题。
8.本技术的实施例提供一种落震试验装置，所述落震试验装置包括：
9.落震台架，用来安装试验件、且可供所述试验件进行竖直下落运动；以及，
10.加载器，设置在所述落震台架上，用来选择性地向所述试验件加载载荷。
11.可选地，在本技术的一些实施例中，所述落震台架具有下落轨道和用来安装所述试验件的下落平台；
12.其中所述下落平台以能沿所述下落轨道进行竖直下落运动的方式连接于所述下落轨道。
13.可选地，在本技术的一些实施例中，在所述下落轨道上设置有锁紧机构，所述锁紧
机构用来选择性地将所述下落平台锁定于所述下落轨道的目标位置。
14.可选地，在本技术的一些实施例中，在所述下落轨道上设置有止回机构，所述止回机构能选择性对所述下落平台进行止挡，以使所述试验件被保持与试验地面或者测量平台相接触的状态。
15.可选地，在本技术的一些实施例中，所述落震台架还包括一安装平台，所述下落轨道设置所述安装平台上；
16.所述加载器包括作动器和压力流体源，其中：
17.所述压力流体源设置在所述安装平台上，用来向所述作动器提供液压流体；
18.所述作动器设置在所述下落平台上，并能在所述液压流体的作用下向所述试验件加载载荷。
19.可选地，在本技术的一些实施例中，所述作动器为液压缸。
20.可选地，在本技术的一些实施例中，所述安装平台上开设有贯穿所述安装平台的镂空区域，所述镂空区域能暴露出试验地面或者测量平台；
21.所述下落轨道具有沿所述镂空区域的周缘设置的多个下落轨道；
22.所述下落平台位于多个所述下落轨道之间并与每一所述下落轨道相配合。
23.可选地，在本技术的一些实施例中，所述下落轨道具有目标位置，当所述下落平台位于所述目标位置时，所述试验件接触试验地面或者测量平台；
24.所述落震试验装置还包括检测器，所述检测器与所述加载器信号连接；
25.所述检测器用来检测所述下落平台是否下落到所述目标位置并生成相应的检测信号，所述检测信号被配置为用来控制所述加载器对所述试验件的加载动作。
26.可选地，在本技术的一些实施例中，所述检测器与所述止回机构信号连接，所述检测信号被配置为用来控制所述止回机构。
27.可选地，在本技术的一些实施例中，所述落震试验装置还包括控制器，所述控制器与所述检测器、所述加载器和所述止回机构信号连接；
28.所述控制器接收所述检测器的检测信号并依据所述检测信号向所述加载器和所述止回机构分别发送相应的动作指令；
29.所述止回机构在所述控制器的动作指令的控制下对所述下落平台进行止挡；
30.所述加载器在所述控制器的动作指令的控制下对所述试验件加载载荷。
31.可选地，在本技术的一些实施例中，所述控制器与所述锁紧机构信号连接，所述控制器能够控制所述锁紧机构将所述下落平台锁定在所述下落轨道上。
32.相应地，本技术还提供一种落震试验系统，包括如本技术所述的落震试验装置。
33.相应地，本技术还提供一种落震试验方法，所述落震试验方法包括以下步骤：
34.将试验件安装在所述落震台架上，并使所述试验件以竖直下落运动的方式下落直至所述试验件接触试验地面或者测量平台，所述试验件具有目标速度；以及，
35.在所述试验件接触所述试验地面或者所述测量平台时，利用所述加载器对所述试验件进行载荷加载。
36.与现有技术相比，本技术的落震试验装置、落震试验系统以及落震试验方法将落震台架和加载器组合在一起，使试验件通过竖直下落运动在触地时获得目标速度，并在所述试验件触地后开始对所述试验件进行加载，能避免在高速运动状态下实现对所述试验件
和所述下落平台进行加载，进而能降低对试验装置的结构强度要求，还能减少提升液压缸，减少液压油的重量，同时实现简化试验装置、以及以尽量短的时间快速加载的目的。
37.再者，本技术的方案中，加载器的执行器和液压油源分别设置在下落平台和安装平台上，既能减少下落平台的负载重量，还能使加载器具有举升功能，满足试验件安装和维护需求。
38.最后，本技术的方案中，在下落轨道上设置有止回机构，该止回机构能将下落平台止挡于目标位置，进而使所述试验件被保持在与试验地面或者测量平台相接触，从而能防止起落架因为弹性往上运动。
附图说明
39.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本技术的一些实施例，而非对本技术的限制，其中：
40.图1为本技术实施例所提供的一种落震试验装置侧视图一，其中所述落震试验装置处于准备阶段。
41.图2为本技术实施例所提供的一种落震试验装置侧视图二，其中所述落震试验装置处于下落阶段。
42.图3为本技术实施例所提供的一种落震试验装置侧视图三，其其中所述落震试验装置处于加载阶段。
具体实施方式
43.下面将结合本技术实施方式中的附图，对本技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
44.在附图中，为清晰起见，可对形状和尺寸进行放大，并将在所有图中使用相同的附图标记来指示相同或相似的部件。
45.除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本技术所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本技术专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”、“一”或者“该”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
46.在下列描述中，诸如中心、厚度、高度、长度、前部、背部、后部、左边、右边、顶部、底部、上部、下部等用词是相对于各附图中所示的构造进行定义的，特别地，“高度”相当于从顶部到底部的尺寸，“宽度”相当于从左边到右边的尺寸，“深度”相当于从前到后的尺寸，它们是相对的概念，因此有可能会根据其所处不同位置、不同使用状态而进行相应地变化，所
以，也不应当将这些或者其他的方位用于解释为限制性用语。
47.涉及附接、联接等的术语(例如，“连接”和“附接”)是指这些结构通过中间结构彼此直接或间接固定或附接的关系、以及可动或刚性附接或关系，除非以其他方式明确地说明。
48.本技术提供一种落震试验装置100以及包括所述落震试验装置100的落震试验系统。
49.如图1和图3所示，所述落震试验装置100包括落震台架10和设置在所述落震台架10上的加载器20。其中所述落震台架10用来安装试验件，并且所述落震台架10为可供所述试验件通过竖直下落运动以获得目标速度的场所。所述加载器20用来选择性地向所述试验件加载载荷。
50.其中所述目标速度为，当所述下落平台13运动至所述下落轨道12的目标位置时，所述试验件200获得的速度。所述目标位置为，当所述下落平台运动至所述下落轨道12的目标位置时，连接于所述下落平台13上的试验件200接触所述试验地面或所述测量平台。
51.具体实施时，所述目标速度的最大值可以为限制下沉速度3.05m/s。
52.具体地，所述竖直下落运动例如可以是自由落体运动。
53.显然地，本技术的落震试验装置100将可供所述试验件进行竖直下落运动的落震台架10和加载器20组合，使得试验件200的通过竖直下落运动获得所述目标速度，并能在所述试验件200获得所述目标速度后对所述试验件200进行载荷加载。
54.值得指出的是，本技术并未限定所述试验件200的类型和结构。所述试验件200可以为飞机起落架，此时，本技术的落震试验装置100能对飞机起落架进行落震试验的模拟测试。请参考图1至图3，在本实施例中，所述试验件200包括主转轴210和设于所述主转轴一端的轮胎220。
55.如图1至图3所示，所述落震台架10包括安装平台11、下落轨道12和下落平台13。
56.请继续参考图1至图3，所述安装平台11是整个落震台架10的基本台体，能用来承载整个落震试验装置100，还能带动整个落震试验装置100的移动。
57.优选地，在所述安装平台11的底部安装有移动机构，用来带动整个落震试验装置100的移动。简言之，所述安装平台11为一移动平台。
58.请继续参考图1至图3，所述安装平台11具有镂空区域111，所述镂空区域111暴露出位于所述安装平台11下方的试验地面或者测量平台。如此，当所述下落平台13竖直下落时，设置在所述下落平台13下方的试验件200可以穿过所述镂空区域111，进而接触试验地面或者所述测量平台。
59.显然地，本技术的落震试验装置100中，所述试验件200着陆时的冲击力主要作用在所述试验地面或所述测量平台，而非直接地落在所述安装平台11上，进而能减少对所述安装平台11的冲击。
60.请继续参考图1至图3，所述下落轨道12固定设置所述安装平台11上方，并沿竖直方向延伸。
61.具体地，所述下落轨道12以下落通道101的形式实现。此时，所述下落轨道12包括多个下落导轨，多条所述下落导轨沿所述镂空区域111周缘间隔设置，构成所述下落通道101。
62.请参考图1至图3，所述下落平台13位于所述下落通道101内(即位于多条所述下落轨道12之间)，并且所述下落平台13以能沿竖直方向往复运动的方式连接于所述下落导轨上。此时，所述下落平台13在所述安装平台11上的中投影覆盖所述安装平台11的镂空区域111。
63.请参考图2，在下落过程中，所述下落平台13及其上连接的试验件200受下落轨道12的约束，仅能够沿着下落轨道12的延伸方向运动，不容易发生偏离，确保所述试验件200正对所述镂空区域111，便于试验的准确测量。
64.需要指出的是，本技术并未限定所述下落轨道12的数目。在其他实施例中，所述下落轨道12的数目可以为两个或四个。
65.请参考图3，所述下落轨道12具有目标位置(或者说，触地位置或者着陆位置)。其中所述目标位置的具体阐述请参考前文，此处不再赘述。
66.请继续参考图1至图3，所述下落平台13可用来布置或者放置所述试验件200或者其它部件。例如，所述试验件200固定设置在所述下落平台13的底部。另外，在所述下落平台13还可以用来布置加载器20的作动器21，也就是说，所述作动器21能跟随所述下路平台13一起运动。
67.例如，在本实施例中，所述试验件200的主旋转轴210插设并固定于所述安装开口内，所述轮胎220位于所述下落平台13的下方，所述轮胎能穿过所述镂空区域111着陆在所述试验地面或者测量平台上。
68.在具体试验过程中，所述下落平台13能沿所述下落轨道12被提升到初始位置，当所述下落平台13由所述初始位置竖直下落运动至所述目标位置时，所述试验件200获得所述目标速度。例如，通过在准备阶段设定初始位置的高度，以使获得所述试验件200着陆于试验地面或者测量平台时具有所述目标速度。
69.这也就是说，所述试验件200能通过竖直下落运动获得所述目标速度，无需额外设置驱动装置或动力装置来获得所述目标速度，从而简化了落震试验装置100，实现了减少了安装平台11以及整个落震试验装置100的重量的目的。
70.再者，本技术的落震试验装置100中，仅需借助地面辅助工装(或者说提升工装)将下落平台13进行提升即可，无需额外设置提升液压缸，这进一步简化了落震试验装置100，减少了安装平台11以及整个落震试验装置100的重量。
71.更进一步来说，由于无需设置提升液压缸或提升机构，使得整个压力流体源22的行程和流量需求可以降低，从而能实现快速建立加载，实现高效试验。
72.如图1至图3所示，在所述落震台架10上设置有加载器20，所述加载器20能在所述试验件200获得目标速度后对所述试验件200进行加载。
73.基于飞机起落架落震试验，在试验时，可对试验件200进行负载加载，以实现模拟飞机起落架在飞机着陆时的当量质量的目的。
74.由于落震试验装置100在高速运动状态下，实现大负载重量的加载，需要保证落震试验装置100的结构强度较高。显然地，本技术的这种布置方式，可以避免对高速运动的所述试验件200加载大负载重量的情况发生，降低了对落震试验装置100的结构强度要求。此外，这种布置方式也能降低落震试验装置100对液压流体的行程和流量需求，从而能实现着陆后快速建立加载过程的目的，实现高效试验。
75.如图1至图3所示，所述加载器20包括作动器21和压力流体源22。其中所述压力流体源22用来向所述作动器21提供液压流体，而所述作动器21则能在所述液压流体的作用下向所述试验件200加载载荷。
76.请参考图1至图3，所述作动器21固定设置在所述下落平台13上并连接至所述试验件200上，所述压力流体源22固定设置在所述安装平台11上。在本技术的方案中，通过将作动器21和所述压力流体源22分开布置，既能减少所述下落平台13的负载重量，降低对落震试验装置100的结构强度要求，也能满足安装维护所需的将所述加载器20举升的功能，便于整个加载器20的安装维护。
77.具体地，所述作动器21和所述压力流体源22之间通过流体输送管路实现流体连接，并且在所述流体输送管路上设置有控制阀。所述流体输送管路用来将所述压力流体源22的液压流体输送至所述作动器21。所述控制阀用来调整所述液压流体的流量和流速，通过控制所述控制阀的开闭状态和开闭程度能控制所述流体输送状态，从而能控制所述作动器21向所述试验件200输出加载载荷的过程。
78.优选地，所述作动器21为液压缸。与传统的采用配重方式实现加载载荷相比，液压加载可以实现连续可调的载荷区间，具备更充分的加载选择。
79.在具体实施时，可以针对飞机上的不同位置的起落架选用不同的类型的液压缸。例如，对前起落架来说，所述作动器21可以选用摆动液压缸，而对于左右起落架的而言，所述作动器21则可以选用活塞杆液压缸。
80.如图1至图3所示，在所述落震台架10上还设置有锁紧机构30，所述锁紧机构30能选择性地将所述下落平台13锁止于所述下落轨道12上。详细来说，所述锁紧机构30具有将所述下落平台13锁止在下落平台13的初始位置的锁止状态以及释放所述下落平台13的解锁状态。
81.请参考图1，在准备阶段：将所述下落平台13提升至初始位置后，所述锁紧机构30将所述下落平台13限位锁止在该初始位置处后，可以进行加载器20的试验准备工作；在完成上述准备工作后，将所述锁紧机构30由所述锁止状态切换到所述解锁状态，释放所述下落平台13，所述下落平台13在重力的作用下开始沿所述下落轨道12自由下落。
82.所述锁紧机构30设置在所述下落轨道12上，并且所述锁紧机构30包括锁止件和第一驱动机构。
83.其中所述锁止件活动设置在所述下落轨道12上，并具有阻挡在所述下落平台13的下落通道101上的锁止位置和避让所述下落通道101的解锁位置。所述第一驱动机构驱动连接所述锁止件，能带动所述锁定件在锁止位置和解锁位置之间移动，从而使得所述锁紧机构30在所述锁止状态和所述解锁状态切换。
84.如图1至图3所示，在本实施例中，所述锁止件以垂直于所述下落轨道12的方式布置，并能在垂直于所述下落轨道12方向上朝向或远离所述下落平台13移动。所述第一驱动机构的驱动轴通过传动组件连接至所述锁止件，进而带动所述锁止件朝向进而使得所述锁止件能进入所述下落通道101内或者退回到所述下落通道101外。
85.在具体实施时，所述第一驱动机构可以为驱动马达、驱动电机或者驱动气缸。
86.在另外一些实施例中，所述锁紧机构还可以为电磁力锁紧机构。此时，所述锁紧机构30可以通过对所述下落平台13提供逆着重力方向的作用力，以将所述下落平台13锁紧保
持在所述初始位置。
87.如图1至图3所示，在所述落震台架10上还设置有止回机构40，所述止回机构40能选择性地对所述下落平台13进行止挡，以使所述下落平台13被保持在触地状态。
88.如图1至图3所示，所述止回机构40设置在所述下落轨道12上，并且所述止回机构40包括止回件和第二驱动机构。
89.所述止回件活动设置在所述下落轨道12上，并且所述止回件具有能阻挡在所述下落平台13的下落通道101上的阻挡位置和避让所述下落通道101的避让位置。所述第二驱动机构连接于所述止回件，并且所述第二驱动机构能带动所述止回件在所述阻挡位置和所述避让位置之间移动，从而使所述止回机构40选择性地阻挡或避让所述试验件200。
90.如图1至图3所示，在本实施例中，所述止回件以垂直于所述下落轨道12的方式布置，并能在垂直于所述导轨方向上朝向或远离所述下落平台13移动，进而使得所述锁止件能进入所述下落通道101内或者退回到所述下落通道101外。
91.在具体实施时，所述第二驱动机构可以为驱动马达、驱动电机或者驱动气缸。
92.具体地，所述落震试验装置100还包括检测器，所述检测器与所述加载器20信号连接，所述检测器用来检测所述下落平台是否下落到目标位置并生成相应的检测信号，所述检测信号被配置为用来控制所述加载器对所述试验件的加载动作。
93.在具体实施时，所述检测器可以为光电传感器或者行程开关。所述检测器设置在所述下落轨道12的目标位置附近。
94.具体地，所述落震试验装置100还包括控制器。所述控制器与所述检测器、所述加载器20和所述止回机构40信号连接。
95.所述控制器接收所述检测器的检测信号并依据所述检测信号分别向所述加载器20和所述止回机构40分别发送相应的动作指令。所述止回机构40在所述控制器的动作指令的控制下对所述下落平台13进行止挡。与此同时，所述加载器20在所述控制器的动作指令的控制下对所述试验件200加载载荷。
96.具体地，所述控制器与所述控制阀连接，所述控制单元能通过控制所述控制阀的开闭程度，间接地控制所述加载作动器21向试验件200输出的加载载荷。
97.具体地，所述控制单元与所述第二驱动机构连接，并通过所述第二驱动机构控制所述止回件在所述阻挡位置和所述避让位置之间移动。
98.优选地，所述控制器与所述锁紧机构信号连接，所述控制器能控制所述锁紧机构30将所述下落平台13锁定下落轨道12上。
99.所述控制单元能通过第一驱动机构控制所述锁止件在所述锁止状态和所述解锁状态切换之间切换。
100.以下将结合图1至图3，阐述本技术落震试验装置100的测试过程：
101.1)准备阶段；
102.如图1所示，借助地面辅助工装或者地面提升机构将所述下落平台13提升到初始位置，在提升过程中止回机构40和锁紧机构30关闭，同时压力流体源22对作动器21进行充压蓄能。
103.2)下落阶段；
104.如图2所示，打开锁紧机构30，并使止回机构40进入准备状态，下落平台13和试验
件200通过竖直下落运动沿所述下落轨道12下落直至下落平台13运动到目标位置。此时所述试验件200接触试验地面，且所述试验件200获得目标速度。
105.3)加载阶段；
106.如图3所示，在所述下落平台13运动至所述目标位置后，所述止回机构40将所述下落平台13止挡在所述目标位置。与此同时，所述加载器20开始对所述试验件200加载载荷，模拟飞机质量。
107.基于相同的申请构思，本技术还提供一种落震试验系统，所述落震试验系统包括本技术所述落震试验装置100。
108.基于相同的申请构思，本技术还提供一种落震试验方法，所述落震试验方法包括以下步骤：
109.将试验件安装在所述落震台架上，并使所述试验件以竖直下落运动的方式下落直至所述试验件接触试验地面，所述试验件具有目标速度；以及，
110.在所述试验件接触试验地面时，通过所述加载器对所述试验件进行载荷加载。
111.本技术所述落震试验方法能基于本技术提供的落震试验装置进行。此时，所述落震试验方法包括以下步骤：
112.s1、准备阶段：将下落平台13和安装于所述下落平台13上的试验件200沿所述下落轨道12提升到初始位置，并通过所述锁紧机构30将所述下落平台13锁紧在所述下落轨道12上；
113.s2、下落阶段：使所述锁紧机构30释放所述下落平台13，所述下落平台13沿所述下落轨道12竖直下落运动至目标位置，此时所述试验件200接触试验地面，并且所述试验件200具有目标速度；
114.s2、加载阶段：通过止回机构40将所述下落平台13止挡在所述目标位置，同时通过所述加载器20对所述试验件200进行载荷加载。
115.本技术通过以下非限定性实施例进行进一步地详细说明。
116.这里说明的设备数量和处理规模是用来简化本技术的说明的。对本技术的应用、修改和变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。
117.本文中所描述的不同实施方案的零部件可经组合以形成上文未具体陈述的其它实施例。零部件可不考虑在本文中所描述的结构内而不会不利地影响其操作。此外，各种单独零部件可被组合成一或多个个别零部件以执行本文中所描述的功能。
118.此外，尽管本技术的实施方案已公开如上，但其并不仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本技术的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本技术并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。