一种全机落震试验中防止飞机过度下沉的装置及方法与流程

本发明涉及航空飞机试验，具体为一种全机落震试验中防止飞机过度下沉的装置及方法。

背景技术：

1、在起落架落震试验中，为了防止起落架过度下沉对起落架结构造成破坏，通常在地面上安装一个固定高度的保护支托，当起落架下沉量超过设计最大值时，吊篮底部撞击在保护支托上，保障了试验件安全。在舰载机全机落震试验中，由于飞机下沉姿态较多、下沉速度较大，极易发生飞机过度下沉或者由于弹跳引起的飞机某些部位过度下沉，对飞机结构产生极大威胁，但飞机上没有类似吊篮的受载点，无法采用安装地面保护支托的方式，目前一般在机身上部与承载框架之间加装保护钢索。但由于钢索延展性差，不具备缓冲作用，在大载荷下钢索容易拉断，同时也对机身及钢索连接处受力产生极大威胁，因此，急需一种防止飞机过度下沉的气液吸能装置。

2、目前国内刚开展全机落震试验，许多技术尚在探索之中，试验过程中试验件保护方面的研究甚少，因此寻求一种防止飞机过度下沉的气液吸能方法与装置显得尤为迫切。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种全机落震试验中防止飞机过度下沉的装置及方法，可在舰载机全机落震试验中对飞机提供保护作用，在意外情况下，避免飞机过度下沉造成的机身结构破坏。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种全机落震试验中防止飞机过度下沉的装置，包括主体支撑结构，以及连接在主体支撑结构上的悬吊式吸能机构；

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设有多根竖直延伸的主体支撑立柱，多根主体支撑立柱顶部共同固定连接有主体支撑顶板；

5、悬吊式吸能机构包括多根固定在主体支撑顶板下侧的悬吊支撑缆绳，悬吊支撑缆绳下端固定设有开口朝下的吸能机构容纳筒，吸能机构容纳筒内滑动配合设有吸能支撑滑柱，吸能机构容纳筒内下端固定设有吸能支撑固定环，吸能支撑固定环上侧与吸能支撑滑柱下侧之间连接有多根悬吊机构减震器；

6、悬吊机构减震器的外杆端部以固定铰链的形式与吸能支撑固定环上侧相连，悬吊机构减震器的内杆端部以固定铰链的形式与吸能支撑滑柱下侧相连；

7、吸能支撑滑柱下端固定连接有机体固定缆绳。

8、优选地，主体支撑顶板通过顶板升降机构与主体支撑立柱相连，主体支撑立柱为顶部开口且内部中空的圆柱形结构，顶板升降机构包括滑动配合在主体支撑立柱内且开口朝下的主体升降立柱，主体支撑立柱内设有立柱升降驱动杆，立柱升降驱动杆为液压驱动杆，立柱升降驱动杆的外杆端部与主体支撑立柱内底部固定相连，立柱升降驱动杆的内杆端部与主体升降立柱内顶部固定相连。

9、说明：利用顶板升降机构对主体支撑顶板的高度进行调节，以满足多种试验工况下的要求。

10、优选地，机体固定缆绳为碳纤维材料制成的缆绳。

11、说明：碳纤维材料制成的缆绳具有更高的强度，较低的延展率，多次使用后仍能够保持良好的尺寸精度。

12、优选地，主体支撑顶板上设有吊篮减震系统，主体支撑顶板上具有多个竖直贯通的吊篮系统通孔，吊篮减震系统包括固定在吊篮系统通孔顶部且开口朝下的吊篮系统支撑壳；

13、吊篮系统支撑壳内滑动配合设有减震滑动吊篮，减震滑动吊篮侧壁上具有多个内外相通的滑动连通槽；

14、减震滑动吊篮内滑动配合设有吊篮减震支撑板，吊篮减震支撑板下侧与吊篮系统支撑壳内侧壁之间连接有多根吊篮系统减震器，吊篮系统减震器的外杆端部穿过滑动连通槽以固定铰链的形式与吊篮系统支撑壳内侧壁相连，吊篮系统减震器的内杆端部以固定铰链的形式与吊篮减震支撑板下侧相连；

15、悬吊支撑缆绳上端固定连接在减震滑动吊篮下端。

16、优选地，吊篮减震支撑板下侧设有径向调节机构，径向调节机构包括开设在吊篮减震支撑板底部的多个径向调节容纳槽，径向调节容纳槽沿吊篮减震支撑板的径向延伸布置，径向调节容纳槽内滑动配合设有径向调节滑块，径向调节滑块上具有调节驱动螺纹孔，调节驱动螺纹孔内螺纹传动配合设有调节驱动螺纹杆，径向调节容纳槽内固定设有用于驱动调节驱动螺纹杆转动的径向调节电机；

17、吊篮系统减震器的内杆端部以固定铰链的形式与径向调节滑块相连。

18、说明：多根金字塔式排列的吊篮系统减震器，通过调节吊篮系统减震器与减震滑动吊篮的竖直轴线之间的倾角，进而调节改变整个吊篮减震系统的减震吸能性能。

19、优选地，吊篮减震支撑板上侧与吊篮系统支撑壳内顶部之间设有预压缩调节机构，预压缩调节机构包括多根连接在吊篮减震支撑板顶部的预压缩调节驱动杆，预压缩调节驱动杆为电控伸缩杆，预压缩调节驱动杆的外杆端部与吊篮减震支撑板顶部固定相连，预压缩调节驱动杆的内杆端部与减震滑动吊篮内顶部固定相连。

20、说明：预压缩调节驱动杆驱动吊篮减震支撑板对多根吊篮系统减震器进行预压缩，进而调节改变整个吊篮减震系统的减震吸能性能。

21、优选地，减震滑动吊篮下端连接有螺旋式辅助减震系统，螺旋式辅助减震系统包括内部中空的辅助减震容纳壳，辅助减震容纳壳固定在减震滑动吊篮下端，辅助减震容纳壳内顶部固定设有多个吸能容纳壳，且多个吸能容纳壳沿辅助减震容纳壳的径向延伸；

22、吸能容纳壳内滑动配合设有辅助减震滑块，吸能容纳壳下侧具有内外相通的径向滑动槽，辅助减震滑块与吸能容纳壳内靠近辅助减震容纳壳的轴线一端之间设有辅助减震器，辅助减震器的外杆端部与吸能容纳壳固定相连，辅助减震器的内杆端部与辅助减震滑块固定相连；

23、辅助减震滑块下侧连接有减震收缩定滑轮，减震收缩定滑轮的盘面沿水平面布置，减震收缩定滑轮的转轴与辅助减震滑块固定相连；

24、辅助减震容纳壳下端具有内外相通的缆绳通孔，缆绳通孔内固定设有缆绳导向定滑轮；

25、悬吊支撑缆绳上端先绕过缆绳导向定滑轮再依次绕过各个减震收缩定滑轮然后与辅助减震容纳壳内侧壁固定相连。

26、说明：悬吊支撑缆绳被收紧后通过各个减震收缩定滑轮带动辅助减震滑块在相应的吸能容纳壳中移动，对各个辅助减震器进行压缩，利用多个辅助减震器对整个飞机的冲击载荷进行缓冲吸能。

27、优选地，吸能支撑滑柱上设有防弹跳预紧机构，防弹跳预紧机构包括固定在吸能支撑滑柱顶部且开口朝下的预紧容纳筒，预紧容纳筒内滑动配合设有预紧驱动柱，预紧驱动柱上具有预紧驱动螺纹孔，预紧驱动螺纹孔内螺纹传动配合设有预紧驱动螺纹杆，预紧容纳筒内顶部固定设有用于驱动预紧驱动螺纹杆转动的预紧驱动电机；

28、吸能支撑滑柱上具有竖直贯通的用于安装预紧驱动柱的预紧驱动柱连通孔；

29、预紧驱动柱下端固定设有开口朝上的缆绳连接筒，机体固定缆绳上端与缆绳连接筒固定相连。

30、说明：为避免落震试验后的飞机在试验台上多次弹跳对试验台进行撞击，利用防弹跳预紧机构将试验后的飞机进行约束收紧提升。

31、本发明中悬吊机构减震器、吊篮系统减震器和辅助减震器均为阻尼可调的气液减震器。

32、本发明还提供了一种全机落震试验中防止飞机过度下沉的方法，基于上述的一种全机落震试验中防止飞机过度下沉的装置，包括以下步骤：

33、s1、将飞机进行悬吊提升：

34、将钢丝绳通过电磁锁与飞机固定相连，利用钢丝绳将飞机吊起，使飞机提升至预定的离地高度，并等待飞机姿态平稳；

35、将多根机体固定缆绳与待测试的飞机进行固定相连，此时机体固定缆绳处于松弛状态；

36、s2、将飞机进行释放落震：

37、当飞机姿态稳定后，将吊起飞机的钢丝绳上的电磁锁进行释放，使飞机自由下落进行落震试验，飞机自由下落撞击试验台后，利用测力平台对飞机落震过程中的各项参数进行测量记录；

38、s3、对落震后的飞机进行缓冲牵引：

39、飞机自由下落撞击试验台后，当起落架结构、功能发生损坏或者飞机发生故障时，飞机在落震过程中下沉量超过设计最大值，整个飞机会继续下沉；

40、此时机体固定缆绳与悬吊支撑缆绳被绷紧，机体固定缆绳牵引带动吸能支撑滑柱在吸能机构容纳筒内下移，吸能支撑滑柱下移对多个悬吊机构减震器进行压缩，利用多个悬吊机构减震器对整个飞机的冲击载荷进行缓冲吸能。

41、与现有技术相比，本发明的有益效果体现在以下几个方面：

42、1、本发明解决了舰载机全机落震试验的保护装置安装问题，该装置能够有效吸收耗散飞机过度下沉的冲击能量，避免了传统钢索延展性差、容易拉断的问题，有效地保证了舰载机全机落震试验安全可靠进行；

43、2、该装置在试验中上采用多点悬吊布置方式，可有效改善由于弹跳引起的飞机某些部位过度下沉；

44、3、多根金字塔式排列的吊篮系统减震器，通过调节吊篮系统减震器与减震滑动吊篮的竖直轴线之间的倾角，进而调节改变整个吊篮减震系统的减震吸能性能；且独立的吊篮减震系统，能够单独调节减震吸能性能，且预压缩调节机构能够起到一定的升降调节的作用；

45、4、该装置中利用防弹跳预紧机构将试验后的飞机进行约束收紧提升，避免落震试验后的飞机在试验台上多次弹跳对试验台进行撞击。