专利名称：一种飞行器大过载加载环境模拟试验系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及飞行器测试和检验系统，尤其涉及的是一种飞行器大过载加载环境模拟试验系统。
背景技术：
火箭、导弹、飞机等飞行器的某些关键部件在装备应用之前，必须通过大过载故障保险试验进行测试和检验。由于半实物仿真试验可以在实验室中多次重复进行，其经济性和实用性越来越突出，在飞行器研制过程中所发挥的作用也越来越重要。先进的仿真技术是飞行器研制以及改进设计的重要手段之一，开展和完善仿真模型可信性的研究对加速其研制定型、性能提高、缩短研制周期、节省人力、节约经费具有重要的意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足提供一种飞行器大过载加载环境模拟试验系统。本发明的技术方案如下一种飞行器大过载加载环境模拟试验系统，包括主轴调速系统(2)、二维加速度矢量分配系统(3)、主转臂(4)；主轴调速系统(2)包括调速电机(21)、减速器(23)、电磁离合器(22)、主转轴
(24)，主转臂(4)固定在主转轴(24)上，主轴调速系统(2)完成主转臂(4)的转速控制，在飞行器大过载加载环境的地面模拟试验中，提供稳定的转速；二维加速度矢量分配系统(3)包括控制电机(33)、挠性带(34)、工作台(31)，把试件(32)固定在工作台(31)上，控制电机(33)通过挠性带(34)驱动工作台(31)和试件
(32)一起转动，用控制电机(33)控制试件(32)的角位移、运动轨迹及速度，按照预先设定的控制规律，模拟大过载加载环境时，使试件(32)的轴向在0.2秒内指向主转臂(4)的法向加速度方向，达到加载环境的加速度要求；模拟大过载停机环境时，使试件(32)的轴向在0.2秒内指向主转臂(4)的切向或反切向加速度方向，使其轴向加速度为0，达到大过载停机环境的加速度要求。本发明技术方案的有益效果就是在实验室环境下模拟飞行器的大过载加载环境，对飞行器的某些关键部件进行性能测试和检验，为飞行器的研制、检测等提供依据。系统经过实际调试，完全可以满足地面模拟试验的要求。
图1大过载加载环境模拟试验系统的总体结构；图2大过载加载环境模拟试验系统的工作原理，X向为试件的轴向，y向为试件的径向；图3大过载加载环境二维加速度矢量分配系统的结构；
图4试件大过载轴向加速度曲线；2主轴调速系统，3 二维加速度矢量分配系统，4主转臂，21调速电机，22电磁离合器，23减速器，24主轴(含有滑环)，31工作台，32试件，33控制电机，34挠性带；H矢量轴，P法向，Q切向；
具体实施例方式以下结合具体实施例，对本发明进行详细说明。参考图1，该试验系统包括主轴调速系统2、二维加速度矢量分配系统3、主转臂4。主轴调速系统2包括调速电机21、减速器23、电磁离合器22、主转轴24，主转臂4固定在主转轴24上，主轴调速系统2主要完成主转臂4的转速控制，在飞行器大过载加载环境的地面模拟试验中，提供稳定的转速；二维加速度矢量分配系统3结构如图3所示，二维加速度矢量分配系统3包括控制电机33、挠性带34、工作台31，把试件32固定在工作台31上，控制电机33通过挠性带34驱动工作台31和试件32—起转动，因此可以用控制电机33控制试件32的角位移、运动轨迹及速度，按照预先设定的控制规律，模拟大过载加载环境时，使试件32的轴向在0. 2秒内指向主转臂4的法向加速度方向，达到加载环境的加速度要求；模拟大过载停机环境时，使试件32的轴向在0. 2秒内指向主转臂4的切向或反切向加速度方向，使其轴向加速度为0，达到大过载停机环境的加速度要求。其工作原理 示意图如图2所示。主转臂旋转时，其加速度为
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Ar - CO2其合成加速度为A = 1t + Tr(2)式中XL石、X分别为矢量轴轴心处的切向力卩速度、法向力卩速度及合成加速度。由以上公式可知主转轴加速过程中，存在法向和切向加速度，但是当转速稳定，主转轴以角速度《匀速旋转时，主转臂只有法向加速度，而切向加速度为O。因此当主转臂以稳定的角速度旋转时，只要控制试件的轴向指向主转臂的切向，则试件的轴向加速度为0 ;控制试件的轴向指向主转臂的法向，则试件的轴向加速度为r 2。因此只要通过主轴调速系统控制主转臂的转速达到加载时的加速度要求，通过二维矢量加速度分配系统控制试件的轴向位置，就可实现飞行器大过载加载环境的地面模拟试验。工作过程(1)安装试件，使其初始轴向和主转臂的切向重合；(2)主轴调速系统按照设定的加速度开始旋转，当主转臂转速恒定时，只有法向加速度，而切向加速度为0，所以试件的轴向加速度为0 ; (3) 二维矢量加速度分配系统控制试件在0. 2秒内旋转90度，试件的轴向指向主转臂的法向，因此试件的轴向加速度和主转臂的法向加速度保持一致，实现大过载加载环境的模拟；(4)主轴调速系统保持稳定转速，二维矢量加速度分配系统锁定试件位置，整个系统稳定运行；(5) 二维矢量加速度分配系统再控制试件在0. 2S内旋转90度(或反向旋转90度)，试件的轴向又指向主转臂的反切向(或切向)，其加速度为0，实现大过载停机环境的模拟。其轴向大过载加速度曲线如图4所示。应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
权利要求
1.一种飞行器大过载加载环境模拟试验系统，其特征在于，包括主轴调速系统(2)、二维加速度矢量分配系统(3)、主转臂(4)；主轴调速系统(2)包括调速电机(21)、减速器(23)、电磁离合器(22)、主转轴(24)，主转臂(4)固定在主转轴(24)上，主轴调速系统(2)完成主转臂(4)的转速控制，在飞行器大过载加载环境的地面模拟试验中，提供稳定的转速；二维加速度矢量分配系统(3)包括控制电机(33)、挠性带(34)、工作台(31)，把试件(32)固定在工作台(31)上，控制电机(33)通过挠性带(34)驱动工作台(31)和试件(32)一起转动，用控制电机(33)控制试件(32)的角位移、运动轨迹及速度，按照预先设定的控制规律，模拟大过载加载环境时，使试件(32)的轴向在O. 2秒内指向主转臂(4)的法向加速度方向，达到加载环境的加速度要求；模拟大过载停机环境时，使试件(32)的轴向在O. 2秒内指向主转臂(4)的切向或反切向加速度方向，使其轴向加速度为0，达到大过载停机环境的加速度要求。
全文摘要
本发明公开了一种飞行器大过载加载环境模拟试验系统，包括主轴调速系统(2)、二维加速度矢量分配系统(3)、主转臂(4)；本发明技术方案的有益效果就是在实验室环境下模拟飞行器的大过载加载环境，对飞行器的某些关键部件进行性能测试和检验，为飞行器的研制、检测等提供依据。系统经过实际调试，完全可以满足地面模拟试验的要求。
文档编号G01M99/00GK103048151SQ20121052507
公开日2013年4月17日 申请日期2012年11月29日 优先权日2012年11月29日
发明者张艳兵, 张红艳, 马铁华, 裴东兴, 梁志剑 申请人:中北大学