抗高能量强冲击坠毁保护组件防护方法
【技术领域】
[0001]本发明技术抗高能量强冲击坠毁保护组件防护方法属于航空机载电子设备技术领域。
【背景技术】
[0002]坠毁保护组件是飞行记录器的核心组件，飞机坠毁时，具有抗毁功能，尤其是抗强冲击破坏功能。随着飞机性能的不断提高，目前，用户要求新研的飞行记录器在满足民航技术标准(TSO)要求同时，保证其在飞机高速坠地失事时，飞行记录器中的坠毁保护组件能够抵抗高量值强冲击而幸存。即要求坠毁保护组件以340?370m/s的撞击速度，冲击特定的靶体，且冲击加速度不低于15000g的高量值强冲击试验后幸存。该要求，远高于当前飞行记录器遵循的TSO标准中的强冲击要求，即，飞行记录器能够承受峰值加速度不低于3400g，作用时间不小于6.5ms，冲击速度变化量不低于138m/s的半正弦波冲击能量。因此，单一按民航技术标准(TSO)中强冲击要求研制的飞行记录器坠毁保护组件已不适应用户新的需求。
[0003]基于以上情况，开展了抗高量值强冲击坠毁保护组件防护方法的研究。它不仅弥补了坠毁保护组件仅能够满足TSO标准中的坠毁幸存要求，同时还具备了飞机在高速(超音速)失事情况下的抗高量值强冲击防护功能。
【发明内容】
[0004]本发明目的:本项发明，坠毁保护组件不但满足以340?370m/s的撞击速度，冲击特定的靶体，且冲击加速度不低于15000g的高量值强冲击试验后幸存要求，而且还要满足民航技术标准规定TS0-C123b和TS0-C124b的坠毁幸存序列试验(强冲击、穿透、静态挤压、高温火烧、低温火烧、腐蚀性物质浸泡、深海压力和海水浸泡试验)要求。
[0005]本发明技术方案:抗高量值强冲击坠毁保护组件防护方法，该方法采用了多层防护结构，该结构包括外刚性壳体、内套刚性小盒组件和热防护材料，内套刚性小盒组件包括内套刚性壳体、存储介质和填充热防护材料，内套刚性壳体由内套刚性下壳体和盖板通过螺纹连接组成，存储介质由存储模块和缓冲硅橡胶组成；其特征在于，
[0006]该方法采用了双层刚性结构防护方法；
[0007]刚性外壳体与内套刚性小盒组件之间填充了热防护材料，内套刚性小盒组件通过不用金属连接的非刚性方式固定在非金属热防护材料内；
[0008]内套刚性小盒组件采用了存储介质非刚性方式固定在热防护材或非金属缓冲材料内；
[0009]内套刚性壳体采用了具有高强度、高韧性力学特性的金属材料，其刚性下壳体与盖板采用了螺纹连接方式，并在下壳体与盖板结合终止处侧面开启了存储介质出线口 ；
[0010]存储模块灌封在缓冲硅橡胶内。
[0011]本发明有益效果:
[0012]运用该防护方法的坠毁保护组件不但通过TS0-C124b/C123b坠毁幸存序列试验，其中强冲击量值不低于5100g/5ms的半正弦波冲击能量；而且通过了超音速的撞击试验，满足用户要求，可适用于装备军机和民机。
【附图说明】
[0013]图1是抗高量值强冲击坠毁保护组件防护方法示意图；
[0014]I为抗高量值强冲击坠毁保护组件；1_01为外刚性壳体单元；1_02为内套刚性小盒组件单元；1_03为热防护材料单元；1-02-01为内套刚性壳体单元；1-02-02为热防护材料或非金属缓冲材料；1-02-03为存储介质单元。
[0015]图2是内套刚性小盒组件示意图；
[0016]1-02为内套刚性小盒组件；由1-02-01内套刚性壳体单元、1_02_02热防护材料或非金属缓冲材料单元和1-02-03为存储介质单元组成。
[0017]图3是内套刚性壳体示意图；
[0018]1-02-01为内套刚性壳体；由1-02-01-01内套刚性下壳体单元和1-02-01-02盖板单元组成。
[0019]图4是存储介质不意图；
[0020]1-02-02为存储介质；由1-02-02-01存储模块单元和1-02-02-02缓冲硅橡胶单元组成。
【具体实施方式】
[0021]本发明原理
[0022]本方法采用了双层刚性结构防护方法。它是通过内套刚性小盒组件非刚性固定在刚性外壳体内，即双层刚性防护之间填充了热防护材料，并且在内套刚性小盒内将存储模块被填充在热防护材料或非金属缓冲材料内。该防护方法不但能够满足当前最新的民航技术标准(TSO)坠毁幸存要求，更重要的是在抗强冲击能力方面得到了很大的提升，能够更好的承受飞机高速(超音速)坠毁时所受到的强冲击。运用该防护方法的坠毁保护组件不但通过TS0-C124b/C123b坠毁幸存序列试验，其中强冲击量值不低于5100g/5ms的半正弦波冲击能量；而且通过了超音速的撞击试验。满足用户要求。
[0023]抗高量值强冲击防护方法需具备以下两个方面的特点:一是，在不低于序列试验中规定的强冲击指标(如3400g/6.5ms或5100g/5ms或6000g/5ms)要求下，记录器坠毁保护组件不允许发生断裂破坏或大变形，否则会影响后续的抗毁序列试验，尤其是火烧试验。
[0024]二是，作为用户要求的单项抗高量值强冲击考核，允许部分保护结构发生大变形或断裂破坏，但其内部的存储介质(flash芯片)完好。针对以上要求和防护特点，
[0025]本
【发明内容】
主要包括以下内容。
[0026]如下图1和图2所示，该防护方法采用了双层刚性防护结构，S卩外刚性壳体(1-01)内套刚性小盒组件(1-02)，且在外刚性壳体(1-01)与内套刚性小盒组件(1-02)之间，填充了热防护材料(1-03)。该结构能够更好地承受冲击应力，比较单层刚性防护结构，其抗强冲击极限能力提高了3倍左右。
[0027]内套刚性小盒组件(1-02)由内套刚性壳体(1-02-01)、存储介质(1_02_02)和填充热防护材料(或非金属缓冲材料)(1-02-03)组成。通过双层刚性结构和填充的热防护材料(或非金属缓冲材料)有效的保护存储介质(1-02-02)免受高温载荷和冲击载荷的破坏。相比单层刚性防护结构，增加了内套刚性壳体(1-02-01)是提高坠毁保护组件抗强冲击极限能力的关键因素。
[0028]本发明专利所介绍的坠毁保护组件主要由双层刚性壳体组件(1-01和1-02)、热防护材料(1-03、1-02-03)或非金属缓冲材料(1-02-03)组成。
【具体实施方式】
[0029]
[0030]抗高量值强冲击坠毁保护组件的防护方法，就是要使结构在最少的重量(或材料)和体积代价的前提下，具备上述所描述的两方面防护方法特点，不但使坠毁保护组件结构在规定的载荷作用下变形或断裂破坏可控，同时，尽可能提高结构的冲击破坏极限，使其保护结构在极限破坏条件，仅可能多的吸收冲击能。因此，其解决方案如下:
[0031]1.双层刚性壳体中的外壳体(1-01)，主要通过其结构的可控变形或断裂破坏来吸收冲击过程中产出的能量，消弱冲击对整体坠毁保护组件的破坏。它要求在序列试验中不允许发生断裂破坏或影响后续试验的大变形；在类似用户要求的高速撞击工况条件下，允许发生大变形或断裂破坏。因此，外壳体采用具有高强度、高韧性力学性能特点的钢材料或钛合金材料；成型方法采用一体加工成型，形状采用U形、圆柱形、球形或带大圆角过渡方形结构，本方案的结构特点采用了U形结构。
[0032]2.双层刚性壳体中的内套小盒组件(1-02)，其作用是，外壳体(1-01)在高量值冲击载荷作用下，如果发生大变形或断裂破坏，可通过内套刚性壳体(1-02-01)进一步保护其内部的存储介质(1-02-02)，避免直接遭受外载荷的破坏。因此，刚性内套壳体在强冲击载荷作用下不允许出现影响内部存储介质的破坏(断裂或大变形)，刚性壳体采用具有高强度、高韧性力学性能特点的钢材料或钛合金材料；成型方法采用一体加工成型，形状采用U形、圆柱形、球形或带大圆角过渡方形结构。本方案的结构特点如图2、图3所示，采用了与外壳体相似的U形结构，内套刚性壳体(1-02-01)由内套刚性下壳体(1-02-01-01)和盖板(1-02-01-02)组成，下壳体与盖板的连接采用了螺纹连接，并在下壳体与盖板结合终止处侧面开启了存储介质出线口。该结构即保证了内套壳体的整体刚强度要求，又解决了存储介质出线装配问题。
[0033]3.如图1和图2在双层刚性防护壳体之间填充了热防护材料(1-03)，内套小盒组件非刚性固定在热防护材料(1-03)内；内套刚性壳体(1-02-01)与存储介质(1-02-02)之间填充热防护材料或非金属缓冲材料(1-02-03);该结构特点即解决了坠毁保护组件强冲击后的抗高温破坏问题，又解决了内套壳体与外壳体的非刚性连接(非金属连接)问题，延缓并消弱冲击过程中，冲击力对内套壳体的破坏，进一步保护存储介质。
[0034]如图4所示，存储介质由存储模块和缓冲硅橡胶块组成，存储模块灌封在缓冲硅橡月父内，延缓并消弱冲击力对存储1?块的破坏。
【主权项】
1.抗高能量强冲击坠毁保护组件防护方法，该方法采用了多层防护结构，该结构包括外刚性壳体、内套刚性小盒组件和热防护材料，内套刚性小盒组件包括内套刚性壳体、存储介质和填充热防护材料，内套刚性壳体由内套刚性下壳体和盖板通过螺纹连接组成，存储介质由存储模块和缓冲硅橡胶组成；其特征在于， 该方法采用了双层刚性结构防护方法； 刚性外壳体与内套刚性小盒组件之间填充了热防护材料，内套刚性小盒组件通过不用金属连接的非刚性方式固定在非金属热防护材料内； 内套刚性小盒组件采用了存储介质非刚性方式固定在热防护材或非金属缓冲材料内； 内套刚性壳体采用了具有高强度、高韧性力学特性的金属材料，其刚性下壳体与盖板采用了螺纹连接方式，并在下壳体与盖板结合终止处侧面开启了存储介质出线口 ； 存储模块灌封在缓冲硅橡胶内。
【专利摘要】本发明技术抗高能量强冲击坠毁保护组件防护方法属于航空机载电子设备技术领域。本方法采用了双层刚性结构防护方法。它是通过内套刚性小盒组件非刚性固定在刚性外壳体内，即双层刚性防护之间填充了热防护材料，并且在内套刚性小盒内将存储模块被填充在热防护材料或非金属缓冲材料内。该防护方法不但能够满足当前最新的民航技术标准(TSO)坠毁幸存要求，更重要的是在抗强冲击能力方面得到了很大的提升，能够更好的承受飞机高速(超音速)坠毁时所受到的强冲击。运用该防护方法的坠毁保护组件不但通过TSO-C124b/C123b坠毁幸存序列试验，其中强冲击量值不低于5100g/5ms的半正弦波冲击能量；而且通过了超音速的撞击试验。满足用户要求。
【IPC分类】G07C5/08
【公开号】CN105184894
【申请号】CN201510464944
【发明人】冯九胜, 柯燕, 王勇, 冷建波
【申请人】陕西千山航空电子有限责任公司
【公开日】2015年12月23日
【申请日】2015年7月31日