一种航空飞机轮胎滑跑碾压拦阻钢索冲击试验系统及方法与流程

本发明涉及航空飞机试验，具体为一种航空飞机轮胎滑跑碾压拦阻钢索冲击试验系统及方法。

背景技术：

1、舰载机在降落滑跑过程中碾压拦阻钢索，会产生一个瞬态冲击载荷作用于飞机机体及起落架，该载荷可能会与着陆载荷叠加，对飞机机体以及起落架结构产生不利影响，因此需要对该冲击过程及冲击载荷进行计算预测，通过试验验证起落架结构、缓冲器、轮胎是否满足航空轮胎滑跑碾压拦阻钢索冲击性能要求。

2、航空轮胎滑跑碾压拦阻钢索冲击试验需要测试舰载机起落架以不同航向速度碾压不同离地高度拦阻钢索的特性，为舰载机起落架性能设计、寿命预估，以及碾压拦阻钢索冲击载荷对舰载机机体结构的影响进行提供评估依据。

3、目前国内尚未在实验室环境下开展航空轮胎滑跑碾压拦阻钢索冲击试验，因此实验室环境下进行航空轮胎滑跑碾压拦阻钢索冲击试验性能研究显得极为迫切。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种航空飞机轮胎滑跑碾压拦阻钢索冲击试验系统及方法，可以对航空轮胎滑跑碾压拦阻钢索的冲击性能进行实验室模拟和验证。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种航空飞机轮胎滑跑碾压拦阻钢索冲击试验系统，包括主体支撑结构、安装在主体支撑结构上并用于连接飞机起落架的起落架负载机构、以及位于飞机起落架下方的拦阻索滑跑机构；

4、主体支撑结构包括主体支撑底座，主体支撑底座顶部固定有两对竖直延伸的支撑立柱，两对支撑立柱顶部共同固定连接有同步固定顶板，每对支撑立柱之间固定连接有侧向支撑板，两个侧向支撑板之间固定有水平支撑板；

5、起落架负载机构包括固定在水平支撑板下侧的起落架负载支撑板和用于调节飞机起落架姿态倾角的平面倾角调节机构，起落架负载支撑板下端连接飞机起落架；

6、拦阻索滑跑机构包括滑动配合连接在主体支撑底座上的滑跑机构支撑板，滑跑机构支撑板顶部通过一个钢索缓冲机构连接有一根沿垂直于飞机起落架滑跑方向延伸的拦阻钢索，拦阻钢索上设有定向约束轮组；

7、采用压缩空气作为动通过气体驱动装置驱动力滑跑机构支撑板在主体支撑底座顶部沿垂直于飞机起落架滑跑方向滑动；

8、通过调整压缩空气的驱动压力进而调整改变滑跑机构支撑板的驱动速度。

9、优选地，侧向支撑板通过升降调节机构与支撑立柱相连，支撑立柱为圆柱形且内部中空，每对支撑立柱相互靠近的一侧均具有内外相通且竖直延伸的立柱开槽，升降调节机构包括滑动配合在支撑立柱内的升降驱动柱，升降驱动柱上具有竖直贯通的驱动柱配合孔，驱动柱配合孔内以滚珠丝杠的形式连接有一根竖直延伸的升降驱动丝杆；

10、侧向支撑板连接在两个升降驱动柱之间；

11、同步固定顶板顶部固定设有升降驱动容纳壳，升降驱动丝杆上端延伸至升降驱动容纳壳内部，升降驱动容纳壳内固定设有用于驱动升降驱动丝杆转动的升降驱动电机，升降驱动电机为伺服电机。

12、说明：利用升降调节机构便于对飞机起落架轮胎的高度位置进行调整。

13、优选地，水平支撑板通过水平倾转机构与侧向支撑板相连，侧向支撑板上具有前后贯通的倾转支撑轴通孔，水平倾转机构包括转动配合连接在倾转支撑轴通孔中的水平倾转支撑轴，两个侧向支撑板相互远离的一侧固定设有倾转驱动容纳壳，水平倾转支撑轴处于倾转驱动容纳壳内的一端固定设有倾转从动蜗轮，倾转驱动容纳壳内固定设有倾转驱动电机，倾转驱动电机为伺服电机，倾转驱动电机的输出轴上通过联轴器固定连接设有倾转驱动蜗杆，倾转驱动蜗杆与倾转从动蜗轮啮合连接；

14、两根水平倾转支撑轴相互靠近的一端固定设有倾转支撑盘，水平支撑板固定连接在两个倾转支撑盘之间。

15、说明：利用水平倾转机构对飞机起落架的姿态倾角进行调整，以模拟多种姿态下飞机起落架轮胎碾压过拦阻钢索受到的瞬态冲击载荷情况。

16、优选地，平面倾角调节机构包括连接在水平支撑板下侧的多根倾角调节驱动杆，倾角调节驱动杆为电控伸缩杆，倾角调节驱动杆的外杆端部以球铰链的形式与水平支撑板下侧相连，倾角调节驱动杆的内杆端部以球铰链的形式与起落架负载支撑板上侧相连。

17、说明：利用平面倾角调节机构协同水平倾转机构一起对飞机起落架的姿态倾角进行调整，以模拟多种姿态下飞机起落架轮胎碾压过拦阻钢索受到的瞬态冲击载荷情况。

18、优选地，主体支撑底座顶部固定设有两条相互平行的滑跑机构支撑轨道，滑跑机构支撑轨道上滑动配合设有多个滑跑机构支撑滑块，滑跑机构支撑板共同固定在多个滑跑机构支撑滑块顶部；

19、滑跑机构支撑板通过直线电机驱动在主体支撑底座顶部沿垂直于飞机起落架滑跑方向滑动，滑跑机构支撑轨道上固定设有直线电机的定子，滑跑机构支撑滑块上固定设有直线电机的动子。

20、说明：利用直线电机驱动滑跑机构支撑板，能够更加快速地将滑跑机构支撑板加速到指定速度，也便于更加精确地控制滑跑机构支撑板的速度和加速度。

21、优选地，钢索缓冲机构包括两个固定在滑跑机构支撑板顶部且水平放置的缓冲机构容纳筒，缓冲机构容纳筒内连接有多根减震缓冲器，减震缓冲器的轴线平行于缓冲机构容纳筒的轴线，减震缓冲器的外杆端部通过固定铰链与缓冲机构容纳筒内侧壁相连；

22、缓冲机构容纳筒内滑动配合设有缓冲连接柱，减震缓冲器的内杆端部通过固定铰链与缓冲连接柱相连；

23、拦阻钢索两端分别与两个缓冲连接柱固定相连。

24、说明：利用多根减震缓冲器对拦阻钢索受到的冲击载荷进行缓冲吸能，保护试验台免受损坏。

25、优选地，定向约束轮组包括固定在滑跑机构支撑板顶部的两个定向轮组支撑筒，两个定向轮组支撑筒的轴线分别一一对应与两个缓冲机构容纳筒的轴线重合，定向轮组支撑筒内转动配合连接有轮组支撑环；

26、拦阻钢索两端经过导向定滑轮进行导向，导向定滑轮的支撑架与轮组支撑环固定相连；

27、拦阻钢索位于导向定滑轮远离缓冲机构容纳筒的一侧设有一对轮槽相对拼合的纵向定滑轮，拦阻钢索约束在一对纵向定滑轮的轮槽中；

28、纵向定滑轮的支撑架与导向定滑轮的支撑架固定相连，定向轮组支撑筒内固定设有用于驱动轮组支撑环绕定向轮组支撑筒的轴线转动的伺服电机。

29、说明：利用纵向定滑轮与导向定滑轮共同作用对拦阻钢索进行导向支撑，避免拦阻钢索受到冲击载荷后从导向定滑轮上脱轨，且利用定向约束轮组便于对拦阻钢索的高度位置进行调整。

30、优选地，主体支撑底座顶部设有辅助滑跑机构，辅助滑跑机构包括两条相互平行固定在主体支撑底座顶部的辅助滑跑支撑轨道，单个辅助滑跑支撑轨道上滑动配合设有多个辅助滑跑支撑滑块，多个辅助滑跑支撑滑块顶部共同固定设有辅助滑跑支撑板，每对支撑立柱固定在同一个辅助滑跑支撑板顶部；

31、辅助滑跑支撑滑块由直线电机驱动沿辅助滑跑支撑轨道移动，辅助滑跑支撑轨道上固定设有直线电机的定子，辅助滑跑支撑滑块上固定设有直线电机的动子。

32、说明：利用辅助滑跑机构驱动整个飞机起落架也相对于拦阻钢索进行滑跑运动，能够更加真实的模拟飞机起落架轮胎与拦阻索之间的相对运动状态，以获得更加接近现实情况的数据资料。

33、本发明还提供了一种飞机轮胎滑跑碾压拦阻钢索冲击试验方法，基于上述一种航空飞机轮胎滑跑碾压拦阻钢索冲击试验系统，包括以下步骤：

34、s1、对飞机起落架进行稳固连接：

35、将待检测的飞机起落架通过测力平台固定在起落架负载支撑板下端，并根据试验要求调整好飞机起落架的姿态；

36、s2、驱动拦阻钢索与飞机起落架进行相对运动：

37、驱动滑跑机构支撑板沿水平滑动，滑跑机构支撑板带动拦阻钢索与飞机起落架发生相对运动；

38、s3、飞机起落架轮胎碾压过拦阻钢索进行受力分析：

39、滑跑机构支撑板带动拦阻钢索运动达到预定速度时，使飞机起落架轮胎刚好碾压过拦阻钢索，然后利用测力平台对飞机起落架受到的瞬态冲击载荷进行检测记录。

40、与现有技术相比，本发明的有益效果体现在以下几个方面：

41、1、该系统在实验室模拟了航空轮胎滑跑碾压拦阻钢索过程，为考核舰载机起落架结构强度与刚度、验证航空轮胎滑跑碾压拦阻钢索冲击性能提供了一种验证途径，降低了真机着舰适配试飞验证的技术风险；

42、2、该系统中，通过调节减震缓冲器的阻尼大小便于调节拦阻钢索的张紧力度，通过定向约束轮组便于调节拦阻钢索的支撑高度；

43、3、通过升降调节机构、水平倾转机构以及平面倾角调节机构便于对飞机起落架的高度位置和姿态倾角进行调整，以模拟多种姿态下飞机起落架轮胎碾压过拦阻钢索受到的瞬态冲击载荷情况；

44、4、利用辅助滑跑机构驱动飞机起落架也进行一定的运动，能够更加真实的模拟飞机起落架轮胎与拦阻索之间的相对运动状态，以获得更加接近现实情况的数据资料；

45、5、利用直线电机驱动滑跑机构支撑板，能够更加快速地将滑跑机构支撑板加速到指定速度，也便于更加精确地控制滑跑机构支撑板的速度和加速度，以获得不同滑跑速度谱下航空轮胎滑跑碾压拦阻钢索的冲击性能数据。