一种舰载机起落架牵制杆高速释放试验装置及试验方法与流程

本发明涉及飞机试验，具体涉及一种舰载机起落架牵制杆高速释放试验装置及试验方法。

背景技术：

1、舰载机在航母上弹射起飞时，先由张紧系统对前起落架牵制杆进行张紧，再由弹射加载装置对前起落架弹射杆进行水平加载，加载至牵制杆断离载荷时，牵制杆断离，前起落架在弹射加载装置的牵引下沿航向运动，并迅速加速；在牵制杆断离的瞬间，前起落架缓冲装置会突然向上伸出，而且起落架会沿航向突然向前运动，由于驾驶员舒适性及结构承载能力的要求，起落架航向及垂向的过载会有一定的限制，且对于垂向更有突伸速度的要求，旨在牵制杆高速断离的瞬间，缓冲装置的突然伸出可使飞机瞬间获得一定的攻角，从而在弹射加载装置的牵引飞机沿航向运动时获得较大升力，此速度、加速度的考量需要试验进行验证。

2、然而，目前国内尚无成熟的舰载机前起落架牵制杆高速释放的试验装置及试验方法。

技术实现思路

1、针对上述存在的技术问题，本发明提供了一种舰载机起落架牵制杆高速释放试验装置及试验方法。

2、本发明的技术方案为：一种舰载机起落架牵制杆高速释放试验装置，包括试验框架、设置在试验框架内顶部的吊篮、设置在吊篮下底面的试验件、以及设置在试验框架内底部两侧的弹射组件和牵制组件；试验框架包括内部中空的底座和滑动卡接在底座上端面的航向架；底座上端面一侧设置有限位挡条；底座内底部设置有测力平台，测力平台内部设置有柱式力传感器；

3、吊篮滑动卡接在航向架内部；吊篮上端设置有开口，吊篮内部填充有配重块；

4、试验件包括活动铰接在吊篮下底面的起落架和转动卡接在起落架底端的机轮，起落架靠近限位挡条的侧壁上活动铰接有支撑杆，支撑杆的另一端与吊篮下底面活动铰接，且支撑杆与吊篮连接处设置有铰点力传感器；

5、弹射组件包括设置在底座内部且远离支撑杆一侧内壁上的弹射气缸、滑动卡接在底座内部且与弹射气缸输出端连接的第一滑块和一端与起落架活动铰接且另一端与第一滑块活动铰接的弹射杆；

6、牵制组件包括设置在底座内部靠近支撑杆一侧内壁上的牵制气缸、滑动卡接在底座内部且与牵制气缸输出端连接的第二滑块和一端与起落架活动卡接且另一端与第二滑块活动卡接的牵制杆；牵制杆与起落架连接处设置有释放组件。

7、进一步地，释放组件包括活动铰接在起落架上的释放盒、通过导向柱滑动卡接在释放盒内部的随动座、两个分别一一对应转动卡接在随动座两侧的卡爪和活动卡接在两个卡爪之间的电动释放杆；卡爪与随动座连接处设置有复位扭簧；导向柱上套设有与随动座下底面抵接的压缩弹簧，释放盒内部设置有能够与随动座下底面接触的压力传感器；牵制杆端部设置有能够与卡爪活动卡接的卡头；

8、说明：使用时，将牵制杆通过卡头卡接在两个卡爪之间，当牵制气缸拉动牵制杆时，与牵制杆连接的卡爪拉动随动座在导向柱上滑动后挤压压力传感器；利用压力传感器感测牵制杆的载荷，当载荷达到极限值时，利用电动释放杆推动两个卡爪相互远离，实现牵制杆与起落架的快速脱离。

9、进一步地，牵制组件还包括设置在第二滑块上的更换构件；更换构件包括滑动卡接在第二滑块上端面的滑台、固定设置在滑台上端面的牵制杆支架、设置在第二滑块端部的更换电机和设置在第二滑块上端面的旋转电机；牵制杆设置有数个，各个牵制杆等距分布在牵制杆支架内部，各个牵制杆的底端分别与牵制杆支架转动卡接，且各个牵制杆与牵制杆支架连接处均设置有第一齿轮，牵制杆支架内部转动卡接有与各个第一齿轮一一对应啮合连接的第二齿轮；更换电机的输出轴上设置有与滑台螺纹连接的更换丝杠；旋转电机的输出轴上设置有能够与任一第二齿轮啮合连接的驱动齿轮；

10、说明：当其中一个牵制杆试验完毕后，利用更换电机带动更换丝杠旋转，从而使得滑台在第二滑块上滑动，并使下一个牵制杆到达指定位置，此时与待使用牵制杆上的第一齿轮啮合连接的第二齿轮能够与旋转电机上的驱动齿轮啮合连接；利用旋转电机带动驱动齿轮旋转，并最终使牵制杆旋转一定角度后，利用卡头与释放组件连接，有效提高了牵制杆更换时的效率。

11、进一步地，第二齿轮内部套设有缓冲盘，缓冲盘的外壁上设置有第一卡块，第二齿轮的内壁上设置有与第一卡块活动卡接的第二卡块；第二卡块与第一卡块连接处设置有弹性缓冲块；

12、说明：通过在第二齿轮内部设置缓冲盘，使得第二齿轮与缓冲盘之间具有一定的摆动余量，从而使得第二齿轮与驱动齿轮啮合时更加稳定。

13、进一步地，航向架内顶部两侧均设置有滑动杆；吊篮的两侧分别与滑动杆一一对应滑动卡接，吊篮上端开口处设置有提升梁；航向架内顶部设置有卷扬机，卷扬机的输出端缠绕设置有与提升梁连接的拉索；

14、说明：卷扬机通过拉索带动吊篮在航向架内部上下移动，便于对试验过程中参数进行调整和优化。

15、进一步地，航向架上设置有配重箱，配重箱内部设置有承接板，承接板下端与配重箱内底部之间设置有通道；承接板的两侧均滑动卡接有数个配重块；配重箱外部远离航向架的一侧设置有推动电机，推动电机的输出轴贯穿配重箱且输出轴上设置有推动丝杠；配重箱内部滑动卡接有与推动丝杠螺纹连接的推动板；

16、说明：使用时，利用推动电机带动推动丝杠旋转，从而使得推动板在推动丝杠的作用下沿配重箱移动，并将配重块通过通道推入吊篮内部；同时，承接板上的配重块在重力的作用下自然向下滑动，便于对吊篮的重量进行快速调节。

17、进一步地，吊篮内部两侧均设置有插接柱，两个插接柱之间滑动卡接有缓冲座；两个插接柱上均套设有与缓冲座下底面抵接的缓冲弹簧：配重块上设置有能够与插接柱活动卡接的插孔；

18、说明：通过在吊篮内部设置插接柱和缓冲座，有利于减缓配重块落入吊篮内部时对吊篮产生的冲击。

19、进一步地，第二滑块上端面且位于更换丝杠的两侧均设置有第一导杆，滑台下底面分别与两个第一导杆一一对应滑动卡接：

20、说明：通过设置第一导杆，能够避免滑台在牵制杆的作用下与更换丝杠之间产生卡滞。

21、进一步地，第一滑块、第二滑块分别通过第二导杆与底座滑动卡接；

22、说明：通过设置第二导杆，有利于提高第一滑块、第二滑块在底座上移动的流畅性，避免第一滑块、第二滑块与底座之间的摩擦作用影响试验数据的可靠性。

23、本发明还提供了一种舰载机起落架牵制杆高速释放试验方法，基于上述一种舰载机起落架牵制杆高速释放试验装置，包括以下步骤：

24、s1、连接外部设备：

25、分别将弹射气缸、牵制气缸和释放组件与外部电源连接，将铰点力传感器和柱式力传感器分别与外部数据采集设备连接；

26、s2、调整试验参数：

27、将吊篮提升至机轮脱离测力平台，然后向吊篮内部填充配重块，使得吊篮、配重块和试验件的总质量与真实舰载机相匹配；

28、s3、加载弹射载荷：

29、将吊篮下放至机轮与测力平台接触；将弹射杆一端与起落架连接，另一端与第一滑块连接，开启弹射气缸，利用弹射气缸拉动第一滑块在底座上端面移动，此时弹射杆拉动起落架，而航向架、吊篮和起落架一起沿着弹射气缸的拉力方向在底座上端面移动，调整弹射气缸的气压与舰载机弹射释放瞬间的弹射力大小相等，并保持不变；

30、s4、加载牵制载荷：

31、将牵制杆一端与起落架连接，另一端与第二滑块连接，开启牵制气缸，利用牵制气缸拉动第二滑块在底座上移动，此时牵制杆拉动起落架，而航向架、吊篮和起落架一起沿着牵制气缸的拉力方向在底座上端面移动，并最终使航向架与限位挡条接触而停止移动；持续向牵制气缸加压，当牵制杆与起落架之间的牵制力达到极限载荷后，释放组件释放牵制杆；此时，航向架、吊篮和起落架一起在底座上端面移动，牵制杆释放瞬间，起落架的约束条件和载荷输入与真实的舰载机弹射释放瞬间保持一致；

32、s5、采集数据：

33、利用铰点力传感器和柱式力传感器感测起落架弹射时的垂向力、航向力、侧向力，并将信号传递至外部数据采集设备进行数据采集。

34、与现有技术相比，本发明的有益效果体现在以下几点：

35、第一、本发明的试验装置结构设计合理，能够在试验环境下模拟舰载机前起落架的真实使用工况，并测量舰载机前起落架航向和垂向的动态响应，为舰载机前起落架的研制提供了试验依据；

36、第二、本发明的试验装置通过设置更换构件，能够在试验过程中快速地更换牵制杆，不仅节省了试验时间，而且便于研究不同载荷对舰载机前起落架机械性能的影响，提高了试验数据的可靠性；

37、第三、本发明通过利用吊篮和配重块模拟真实舰载机的质量，利用配重箱内部的推动板能够快速地向吊篮内部装填配重块，提高了试验装置参数调节的便利性。