飞机结构冲击试验用格栅式快速释放阀门及其使用方法与流程

1.本发明属于飞机结构高速冲击试验技术领域，具体涉及一种飞机结构冲击试验用格栅式快速释放阀门及其使用方法。


背景技术：

2.飞机的高生存力是先进战机设计与验证的关键技术，为了研究飞机的典型结构在典型毁伤元作用下的毁伤机理和毁伤效应，必须进行地面模拟试验，通常需要通过飞机结构高速冲击试验，实现对飞机的典型结构进行高速冲击毁伤研究的目的，而进行飞机结构高速冲击试验的试验装置有两种：一种是采用弹道枪等基于火工品的设备装置，试验效率较高，但由于火工品属于管制品，无法大面积推广应用；另一种是采用多级空气炮系统进行飞机结构高速冲击试验，目前，多级空气炮是进行飞机结构高速冲击试验的最主要且最普遍的试验装置，多级空气炮能够使气体压力快速增高，由高压气体推动冲击试验弹加速度运动，冲击试验弹加速度运动的速度可达800m/s以上；其中，快速释放阀门作为多级空气炮的关键部件之一，快速释放阀门的使用效果直接决定了气体做功效率的高低，但是，现有的快速释放阀门结构复杂，储气罐与多级空气炮的一级炮管之间的气体流动的效率损失大，导致气体做功效率低；因此，应该提供一种便于控制的飞机结构冲击试验用格栅式快速释放阀门及其使用方法。


技术实现要素：

3.本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供飞机结构冲击试验用格栅式快速释放阀门及其使用方法，其结构简单、设计合理，通过将格栅式快速释放阀门同轴安装在一级炮管与储气罐之间，通过控制电磁铁带电或失电，就能够使格栅式快速释放阀门关闭或开启，能够实现快速打开储气罐与多级空气炮之间的气体通路，提高气体做功效率，使多级空气炮发射控制更加可靠简单。
4.为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种飞机结构冲击试验用格栅式快速释放阀门，其特征在于：包括两个相扣合且结构相同的阀体、设置在两个所述阀体内部的格栅组件和设置在两个所述阀体外部且与所述格栅组件连接的驱动组件，所述阀体包括u形阀体部、设置在所述u形阀体部两端的半圆形阀体部和设置在所述半圆形阀体部上的连接法兰，相扣合的两个所述u形阀体部的内部形成供所述格栅组件安装的长方体安装腔，所述格栅组件包括布设在所述长方体安装腔内部的格栅板和设置在所述格栅板一侧的推板，所述格栅板的数量和所述推板的数量均为多个，且一一对应，所述格栅板的一侧设置有安装轴，所述推板的一侧设置有转轴，所述驱动组件包括两个相扣合且滑动套装在两个所述u形阀体部外侧的u型滑块和设置在所述u型滑块与所述连接法兰之间的电磁铁，所述安装轴的两端均安装有第一摇臂，所述转轴的两端均安装有第二摇臂，所述u型滑块上设置有与所述第一摇臂相配合的限位凸起，所述u型滑块上开设有供所述第二摇臂卡装的导向槽。
5.上述的飞机结构冲击试验用格栅式快速释放阀门，其特征在于：所述u形阀体部的
一个侧面上开设有多个呈排布设的安装轴穿过孔和多个呈排布设的转轴穿过孔。
6.上述的飞机结构冲击试验用格栅式快速释放阀门，其特征在于：一个所述阀体的扣合面上设置有定位销，另一个所述阀体的扣合面上设置有与所述定位销相配合的销孔。
7.上述的飞机结构冲击试验用格栅式快速释放阀门，其特征在于：所述限位凸起的顶端为圆弧部，所述第一摇臂上开设有与所述圆弧部相配合的弧形凹槽。
8.本发明还提供了一种飞机结构冲击试验用格栅式快速释放阀门的使用方法，其特征在于：该使用方法包括以下步骤：步骤一、格栅式快速释放阀门在储气罐与多级空气炮之间的安装：将所述格栅式快速释放阀门通过连接法兰安装在储气罐与多级空气炮的一级炮管之间，使多个平行布设在长方体安装腔内部的格栅板位于靠近储气罐的一侧，多个推板位于靠近一级炮管的一侧；步骤二、格栅式快速释放阀门的关闭与储气罐的充气：控制电磁铁带电，使电磁铁的磁力带动u型滑块向靠近电磁铁的一侧滑动，直至u型滑块与电磁铁之间相吸合，使格栅式快速释放阀门处于关闭状态；之后，向储气罐的内部充气；步骤三、格栅式快速释放阀门的开启与冲击试验弹的发射：当储气罐的内部充气压力达到设定压力时，控制电磁铁失电，电磁铁的磁力失效，电磁铁与u型滑块之间断开，推板的推动力失效；储气罐内的气体推动多个格栅板快速转动，并使多个格栅板完全打开，此时，储气罐内的气体快速进入一级炮管，推动重活塞向靠近金属膜片一侧加速移动，直至金属膜片破裂，实现冲击试验弹的发射。
9.上述的飞机结构冲击试验用格栅式快速释放阀门的使用方法，其特征在于：步骤二中，格栅式快速释放阀门关闭的具体过程为：电磁铁的磁力带动u型滑块向靠近电磁铁的一侧滑动，限位凸起推动第一摇臂偏转，第一摇臂带动安装轴偏转，安装轴带动栅格板逐渐开启；当导向槽的内壁与第二摇臂相接触时，导向槽的内壁推动第二摇臂偏转，第二摇臂带动转轴偏转，转轴带动推板偏转并逐渐紧顶在栅格板上，使栅格板处于关闭且压紧的状态。
10.本发明与现有技术相比具有以下优点：1、本发明通过设置两个相扣合且结构相同的阀体，在两个阀体内部设置格栅组件，通过在两个阀体外部设置与格栅组件连接的驱动组件，且阀体包括u形阀体部、半圆形阀体部和连接法兰，相扣合的两个u形阀体部的内部形成一个长方体安装腔，格栅组件安装在长方体安装腔的内部，两个阀体为格栅组件的安装提供了可靠的安装空间，同时，两个阀体能够实现该格栅式快速释放阀门在储气罐与多级空气炮之间的安装；由驱动组件带动格栅组件运动，能够实现该格栅式快速释放阀门的开启与关闭。
11.2、本发明的格栅组件包括格栅板和推板，格栅板的数量和推板的数量均为多个，且一一对应，通过在格栅板的一侧设置安装轴，在推板的一侧设置转轴，实际使用时，将安装轴的两端分别转动安装在两个u形阀体部上，即当安装轴偏转时，就能够同时带动格栅板偏转；将转轴的两端分别转动安装在两个u形阀体部上，即当转轴偏转时，就能够同时带动推板偏转；其中，推板的作用是：在多个格栅板处于关闭状态时，利用多个推板分别压紧在
多个格栅板的一侧，能够增强多个格栅板处于关闭状态时的密封性，能够保证该格栅式快速释放阀门不会出现漏气的现象。
12.3、本发明的驱动组件包括两个u型滑块和设置在u型滑块与连接法兰之间的电磁铁，实际使用时，通过相扣合的两个u型滑块与相扣合的两个u形阀体部之间的滑动配合，能够提高两个u型滑块的滑动精度，两个u型滑块在滑动过程不会出现偏斜的现象；通过在u型滑块上设置限位凸起，并在u型滑块上开设导向槽，在两个u型滑块滑动的过程中，限位凸起能够准确的带动第一摇臂偏转，导向槽能够准确的带动第二摇臂偏转，控制精度高，驱动组件的机械运动时间短，能够提高该格栅式快速释放阀门的开启速度，提高了气体做功效率。
13.4、本发明的使用方法简便易控制，通过将该格栅式快速释放阀门同轴安装在一级炮管与储气罐之间，通过控制电磁铁带电或失电，就能够使格栅式快速释放阀门关闭或开启。
14.综上所述，本发明通过将格栅式快速释放阀门同轴安装在一级炮管与储气罐之间，通过控制电磁铁带电或失电，就能够使格栅式快速释放阀门关闭或开启，能够实现快速打开储气罐与多级空气炮之间的气体通路，提高气体做功效率，使多级空气炮发射控制更加可靠简单。
15.下面通过附图和实施例，对本发明做进一步的详细描述。
附图说明
16.图1为本发明格栅式快速释放阀门的使用状态示意图。
17.图2为本发明格栅式快速释放阀门的结构示意图。
18.图3为本发明一个阀体与格栅组件的连接关系示意图。
19.图4为本发明另一个阀体的结构示意图。
20.图5为本发明格栅板与第一摇臂的连接关系示意图。
21.图6为本发明推板与第二摇臂的连接关系示意图。
22.图7为本发明两个u型滑块与格栅组件的连接关系示意图。
23.图8为本发明两个u型滑块、一个格栅板和一个推板的连接关系示意图。
24.图9为本发明使用方法的流程图。
25.附图标记说明:1—阀体；
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1-1—u形阀体部；
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1-2—半圆形阀体部；1-3—连接法兰；
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1-4—安装轴穿过孔；
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1-5—转轴穿过孔；2—格栅板；
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2-1—安装轴；
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3—推板；3-1—转轴；
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4—第一摇臂；
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4-1—弧形凹槽；5—第二摇臂；
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6—u型滑块；
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6-1—限位凸起；6-2—导向槽；
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7—电磁铁；
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8—定位销；9—销孔; 10—储气罐;
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11—一级炮管；11-1—重活塞；
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12—二级炮管；
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13—金属膜片；14—冲击试验弹。
具体实施方式
26.如图1至图8所示，本发明的格栅式快速释放阀门包括两个相扣合且结构相同的阀体1、设置在两个所述阀体1内部的格栅组件和设置在两个所述阀体1外部且与所述格栅组件连接的驱动组件，所述阀体1包括u形阀体部1-1、设置在所述u形阀体部1-1两端的半圆形阀体部1-2和设置在所述半圆形阀体部1-2上的连接法兰1-3，相扣合的两个所述u形阀体部1-1的内部形成供所述格栅组件安装的长方体安装腔，所述格栅组件包括布设在所述长方体安装腔内部的格栅板2和设置在所述格栅板2一侧的推板3，所述格栅板2的数量和所述推板3的数量均为多个，且一一对应，所述格栅板2的一侧设置有安装轴2-1，所述推板3的一侧设置有转轴3-1，所述驱动组件包括两个相扣合且滑动套装在两个所述u形阀体部1-1外侧的u型滑块6和设置在所述u型滑块6与所述连接法兰1-3之间的电磁铁7，所述安装轴2-1的两端均安装有第一摇臂4，所述转轴3-1的两端均安装有第二摇臂5，所述u型滑块6上设置有与所述第一摇臂4相配合的限位凸起6-1，所述u型滑块6上开设有供所述第二摇臂5卡装的导向槽6-2。
27.本实施例中，通过设置两个相扣合且结构相同的阀体1，在两个所述阀体1内部设置格栅组件，通过在两个所述阀体1外部设置与所述格栅组件连接的驱动组件，且阀体1包括u形阀体部1-1、半圆形阀体部1-2和连接法兰1-3，相扣合的两个所述u形阀体部1-1的内部形成一个长方体安装腔，实际使用时，格栅组件安装在长方体安装腔的内部，两个阀体1为格栅组件的安装提供了可靠的安装空间，同时，两个阀体1能够实现该格栅式快速释放阀门在储气罐10与多级空气炮之间的安装；由驱动组件带动格栅组件运动，能够实现该格栅式快速释放阀门的开启与关闭。
28.本实施例中，所述格栅组件包括格栅板2和推板3，所述格栅板2的数量和所述推板3的数量均为多个，且一一对应，通过在格栅板2的一侧设置安装轴2-1，在所述推板3的一侧设置转轴3-1，实际使用时，将安装轴2-1的两端分别转动安装在两个u形阀体部1-1上，即当安装轴2-1偏转时，就能够同时带动格栅板2偏转；将转轴3-1的两端分别转动安装在两个u形阀体部1-1上，即当转轴3-1偏转时，就能够同时带动推板3偏转；其中，推板3的作用是：在多个格栅板2处于关闭状态时，利用多个推板3分别压紧在多个格栅板2的一侧，能够增强多个格栅板2处于关闭状态时的密封性，能够保证该格栅式快速释放阀门不会出现漏气的现象。
29.如图2、图3、图7和图8所示，本实施例中，所述驱动组件包括两个u型滑块6和设置在u型滑块6与所述连接法兰1-3之间的电磁铁7，实际使用时，通过相扣合的两个u型滑块6与相扣合的两个所述u形阀体部1-1之间的滑动配合，能够提高两个u型滑块6的滑动精度，两个u型滑块6在滑动过程不会出现偏斜的现象；通过在所述u型滑块6上设置限位凸起6-1，并在所述u型滑块6上开设导向槽6-2，在两个u型滑块6滑动的过程中，限位凸起6-1能够准确的带动第一摇臂4偏转，导向槽6-2能够准确的带动第二摇臂5偏转，控制精度高，驱动组件的机械运动时间短，能够提高该格栅式快速释放阀门的开启速度，提高了气体做功效率。
30.如图2、图3和图4所示，本实施例中，通过设置两个相扣合且结构相同的阀体1，便于格栅组件在长方体安装腔的内部的安装；通过设置两个相扣合的u型滑块6，便于第一摇臂4和第二摇臂5在两个u型滑块6上的安装。
31.本实施例中，格栅板2的宽度的取值范围为40mm~50mm，格栅板2的长度需要根据多
级空气炮的一级炮管11的口径大小进行计算设计，以口径为180mm的一级炮管11为例，通常格栅板2的数量为5个，5个格栅板2平行且呈等间距布设在长方体安装腔内部，相邻两个格栅板2互相搭接。
32.如图4所示，本实施例中，所述u形阀体部1-1的一个侧面上开设有多个呈排布设的安装轴穿过孔1-4和多个呈排布设的转轴穿过孔1-5。
33.如图3和图4所示，本实施例中，一个所述阀体1的扣合面上设置有定位销8，另一个所述阀体1的扣合面上设置有与所述定位销8相配合的销孔9。
34.本实施例中，定位销8的数量和销孔9的数量均为四个，实际使用时，在扣合两个阀体1时，将四个定位销8分别插装在四个销孔9内，能够提高两个阀体1的扣合精度。
35.如图5、图7和图8所示，本实施例中，所述限位凸起6-1的顶端为圆弧部，所述第一摇臂4上开设有与所述圆弧部相配合的弧形凹槽4-1。
36.实际使用时，通过圆弧部与弧形凹槽4-1之间的相互配合，能够保证限位凸起6-1与第一摇臂4之间配合的可靠性，避免限位凸起6-1与第一摇臂4之间发生卡死或者滑脱的现象。
37.如图9所示，本发明还提供了一种飞机结构冲击试验用格栅式快速释放阀门的使用方法，该使用方法包括以下步骤：步骤一、格栅式快速释放阀门在储气罐10与多级空气炮之间的安装：将所述格栅式快速释放阀门通过连接法兰1-3安装在储气罐10与多级空气炮的一级炮管11之间，使多个平行布设在长方体安装腔内部的格栅板2位于靠近储气罐10的一侧，多个推板3位于靠近一级炮管11的一侧；本实施例中，通过将该格栅式快速释放阀门同轴安装在储气罐10与多级空气炮之间，能够降低储气罐10与多级空气炮的一级炮管11之间的气体流动的效率损失。
38.步骤二、格栅式快速释放阀门的关闭与储气罐10的充气：控制电磁铁7带电，使电磁铁7的磁力带动u型滑块6向靠近电磁铁7的一侧滑动，直至u型滑块6与电磁铁7之间相吸合，使格栅式快速释放阀门处于关闭状态；之后，向储气罐10的内部充气；步骤三、格栅式快速释放阀门的开启与冲击试验弹14的发射：当储气罐10的内部充气压力达到设定压力时，控制电磁铁7失电，电磁铁7的磁力失效，电磁铁7与u型滑块6之间断开，推板3的推动力失效；储气罐10内的气体推动多个格栅板2快速转动，并使多个格栅板2完全打开，此时，储气罐10内的气体快速进入一级炮管11，推动重活塞11-1向靠近金属膜片13一侧加速移动，直至金属膜片13破裂，实现冲击试验弹14的发射。
39.本实施例中，设定压力的取值范围为1mpa～16mpa。
40.本实施例中，步骤二中，格栅式快速释放阀门关闭的具体过程为：电磁铁7的磁力带动u型滑块6向靠近电磁铁7的一侧滑动，限位凸起6-1推动第一摇臂4偏转，第一摇臂4带动安装轴2-1偏转，安装轴2-1带动栅格板2逐渐开启；当导向槽6-2的内壁与第二摇臂5相接触时，导向槽6-2的内壁推动第二摇臂5偏转，第二摇臂5带动转轴3-1偏转，转轴3-1带动推板3偏转并逐渐紧顶在栅格板2上，使栅格板2处于关闭且压紧的状态。
41.以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。