CN103645026A - 一种通用飞机纵向水平撞击试验装置及试验方法 - Google Patents

Abstract

发明公开了一种通用飞机纵向水平撞击试验装置及试验方法，该装置包含：飞机试验件；上固定支架，通过若干悬吊钢索将该飞机试验件与上固定支架固定连接；起吊装置，该飞机试验件通过第一钢索引出并与第二钢索的挂钩连接；及，撞击平台。本发明提供的试验装置及方法，利用单摆运动及能量守恒原理，使飞机达到预定的水平速度，具备良好的通用性，不需要特意制造大型动力装置对飞机进行加速，使得飞机试验件的纵轴与地面平行，并正好以12.2米/秒的纵向水平速度撞击到设置在飞机试验件前面的撞击平台上；并通过巧妙的悬吊系统设计，保证了飞机在提升过程中和下滑过程中都始终保持水平姿态，并且还具有良好的纠正偏航和防止飞机摆动的作用。

Description

一种通用飞机纵向水平撞击试验装置及试验方法

技术领域

本发明属飞机设计技术领域，涉及一种试验装置及试验方法，特别涉及一种飞机纵向水平撞击试验装置及试验方法。

背景技术

根据美国最新的联合使用规范指南《机上人员系统抗坠毁手册》（JSSG-2010-7），在通用飞机全尺寸飞机纵向坠撞试验中，需将整架飞机加速至水平速度达到12.2米/秒、并保证姿态的稳定性，实施较为困难，目前国内尚未开展过此方面试验。

发明内容

本发明的目的是提供一种飞机纵向全机水平撞击试验的装置和方法，使得飞机试验件的纵轴与地面平行，并正好以12.2米/秒的纵向水平速度撞击到设置在飞机试验件前面的撞击平台上。 

为实现上述目的，本发明提供了一种通用飞机纵向水平撞击试验装置，其特征在于，该装置包含：

       飞机试验件；

上固定支架，通过若干悬吊钢索将所述飞机试验件与上固定支架固定连接； 

       起吊装置，所述飞机试验件通过第一钢索引出，并与连接在第二钢索上的挂钩连接；第二钢索缠绕在安装于起吊装置的吊钩上的滑轮Ⅰ上；第二钢索的另一端通过安装于立柱上的滑轮Ⅱ固定在立柱上；及

       撞击平台，该撞击平台位于飞机试验件垂直悬挂状态时的飞机试验件的纵向正前方。   

所述的装置还包含立柱，第二钢索通过安装于立柱上的滑轮Ⅱ固定在立柱上。

所述的装置还包含设置在起吊装置的吊钩上的滑轮Ⅰ。

所述的装置还包含设置在立柱上的滑轮Ⅱ。

所述的起吊装置选择吊车。

所述的装置进行通用飞机纵向水平撞击试验的方法，其特征在于，该方法包含：

       步骤1，利用单摆运动及能量守恒原理，使飞机试验件达到预定的水平速度12.2米/秒，所算出的飞机试验件离地面的高度H；

       步骤2，通过悬吊钢索悬吊在上固定支架上，上固定支架支持在桁梁上，然后将飞机试验件从初始悬吊的平衡位置A缓慢、平稳地拉升到离地面某一高度H，此时采用挂钩锁住，通过第一钢索、挂钩、第二钢索、立柱、滑轮Ⅱ将飞机试验件保持在位置B；

步骤3，试验时开启挂钩，飞机在悬吊钢索拉住的状态下，沿着圆弧轨迹一直下落到最低的A点位置，此时飞机纵轴与地面平行，并正好以12.2米/秒的纵向水平速度撞击到设置在飞机试验件前面的撞击平台上，完成全机水平撞击试验。

本发明采用的技术方案，利用单摆运动原理，采用悬吊下滑方法，首先将飞机用四根长度相同的钢索（左右各两根）悬吊至水平位置，钢索在航向视图上为一等腰梯形，在侧向视图上为一矩形，然后通过起吊装置将飞机拉至预定高度H，飞机被提升的高度H可以由能量守恒定律及飞机纵向撞击水平速度V确定， H=V²/2g，其中g为当地重力加速度，此时悬吊钢索在侧向视图上组成为一平行四边形。试验开始，释放挂钩，飞机做单摆运动，通过势能转换为动能达到水平速度12.2米/秒，并与撞击平台发生撞击。

本发明的优点是：（1）利用单摆运动及能量守恒原理，使飞机达到预定的水平速度，具备良好的通用性，不需要特意制造大型动力装置对飞机进行加速，即可使得飞机试验件的纵轴与地面平行，并正好以12.2米/秒的纵向水平速度撞击到设置在飞机试验件前面的撞击平台上；（2）通过四根长度相同的钢索悬吊飞机，钢索在航向视图上为等腰梯形，在侧向视图上为矩形，这种巧妙的悬吊系统设计，保证了飞机在提升过程中和下滑过程中都始终保持水平姿态，并且还具有良好的纠正偏航和防止飞机摆动的作用。

附图说明

图1为本发明的一种通用飞机纵向水平撞击试验装置的侧向示意图。 

图2为本发明的一种通用飞机纵向水平撞击试验装置的航向示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案做进一步地说明。

如图1所示，为本发明的一种通用飞机纵向水平撞击试验装置的侧向示意图，该装置包含：

飞机试验件4；

上固定支架5，通过若干悬吊钢索6将所述飞机试验件4与上固定支架5固定连接； 

起吊装置1，所述飞机试验件4通过第一钢索3引出，并与连接在第二钢索7上的挂钩2连接；第二钢索7缠绕在安装于起吊装置1的吊钩10上的滑轮Ⅰ11上；第二钢索7的另一端通过安装于立柱8上的滑轮Ⅱ13固定在立柱8上；优选地，该起吊装置1选择吊车；及

撞击平台9，该撞击平台9位于飞机试验件4垂直悬挂状态时的飞机试验件的纵向正前方。       

本发明的一些优选实施例中，所述的装置还包含立柱8，第二钢索7固定在立柱8上。

本发明的一些优选实施例中，所述的装置还包含设置在起吊装置1的吊钩10上的滑轮Ⅰ11，如图2所示。

本发明的一些优选实施例中，所述的装置还包含设置在立柱8上的滑轮Ⅱ13，如图2所示。

本发明还提供了一种通用飞机纵向水平撞击试验方法：步骤1，利用单摆运动及能量守恒原理，使飞机试验件达到预定的水平速度12.2米/秒，所算出的飞机试验件离地面的高度H；步骤2，将飞机通过四根长度相同的悬吊钢索6悬吊在上固定支架5上，上固定支架5支持在桁梁12上（如图2所示），然后将飞机试验件4从初始悬吊的平衡位置A缓慢、平稳地拉升到离地面某一高度H，此时采用挂钩2锁住，通过第一钢索3、挂钩2、第二钢索7、立柱8、滑轮13将飞机4保持在位置B。

第二钢索7是很长的钢索，一端与挂钩2连接，另一端固定在立柱8上。中间缠绕在滑轮Ⅰ11、滑轮Ⅱ13上，其中滑轮Ⅰ11安装在吊钩10上，滑轮Ⅱ13安装在立柱8上。因为飞机在起吊过程中，钢索7会动，通过滑轮，一方面可以实现钢索的变向，另一方面可以大大降低钢索7与结构的摩擦力。

第二钢索、立柱、滑轮和吊车、4跟悬吊钢索共同将飞机试验件保持在位置B，其中第二钢索、立柱、滑轮-挂钩2作为一个系统将飞机拉住，当挂钩2松开的时候，飞机就会向下摆动，与撞击平台发生撞击。

步骤3，试验时开启挂钩2，飞机在悬吊钢索6拉住的状态下，沿着圆弧轨迹一直下落到最低的A点位置，此时飞机纵轴与地面平行并正好以12.2米/秒的纵向水平速度撞击到设置在飞机前面的撞击平台9上，完成全机水平撞击试验。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。 

Claims (6)

1.一种通用飞机纵向水平撞击试验装置，其特征在于，该装置包含：

       飞机试验件（4）；

上固定支架（5），通过若干悬吊钢索（6）将所述飞机试验件（4）与上固定支架（5）固定连接； 

       起吊装置（1），所述飞机试验件（4）通过第一钢索（3）引出，并与连接在第二钢索（7）上的挂钩（2）连接；第二钢索（7）缠绕在安装于起吊装置（1）的吊钩（10）上的滑轮Ⅰ（11）上；第二钢索（7）的另一端通过安装于立柱（8）上的滑轮Ⅱ（13）固定在立柱（8）上；及

       撞击平台（9），该撞击平台（9）位于飞机试验件（4）垂直悬挂状态时的飞机试验件的纵向正前方。

2.如权利要求1所述的通用飞机纵向水平撞击试验装置，其特征在于，所述的装置还包含立柱（8），第二钢索（7）通过安装于立柱（8）上的滑轮Ⅱ（13）固定在立柱（8）上。

3.如权利要求2所述的通用飞机纵向水平撞击试验装置，其特征在于，所述的装置还包含设置在起吊装置（1）的吊钩（10）上的滑轮Ⅰ（11）。

4.如权利要求3所述的通用飞机纵向水平撞击试验装置，其特征在于，所述的装置还包含设置在立柱（8）上的滑轮Ⅱ（13）。

5.如权利要求1所述的通用飞机纵向水平撞击试验装置，其特征在于，所述的起吊装置（1）选择吊车。

6.一种采用权利要求1-5中任意一项所述的装置进行通用飞机纵向水平撞击试验的方法，其特征在于，该方法包含：

       步骤1，利用单摆运动及能量守恒原理，使飞机试验件（4）达到预定的水平速度12.2米/秒，所算出的飞机试验件离地面的高度H；

       步骤2，通过悬吊钢索（6）悬吊在上固定支架（5）上，上固定支架（5）支持在桁梁（12）上，然后将飞机试验件（4）从初始悬吊的平衡位置A缓慢、平稳地拉升到离地面某一高度H，此时采用挂钩（2）锁住，通过第一钢索（3）、挂钩（2）、第二钢索（7）、立柱（8）、滑轮Ⅱ（13）将飞机试验件（4）保持在位置B；

步骤3，试验时开启挂钩（2），飞机在悬吊钢索（6）拉住的状态下，沿着圆弧轨迹一直下落到最低的A点位置，此时飞机纵轴与地面平行，并正好以12.2米/秒的纵向水平速度撞击到设置在飞机试验件（4）前面的撞击平台（9）上，完成全机水平撞击试验。

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