CN103939218B - 涡轮风扇发动机进口部件鸟弹撞击装置 - Google Patents

Abstract

一种属于航空设备技术领域的涡轮风扇发动机进口部件鸟弹撞击装置，包括储气罐、锁紧气缸、舱内滑阀、鸟弹填充发射舱、鸟弹发射管、鸟弹托杆、鸟弹入口、滑阀槽、鸟弹入口滑阀和鸟弹外壳剥离器，鸟弹发射管的入口与鸟弹填充发射舱相连接，舱内滑阀、鸟弹托杆均布置在鸟弹填充发射舱内，锁紧气缸布置在鸟弹填充发射舱的外部并与舱内滑阀连接在一起，鸟弹入口、滑阀槽均布置在鸟弹填充发射舱的相同侧壁上，鸟弹外壳剥离器与鸟弹发射管的出口连接在一起。本发明通过控制高压气体来对鸟弹产生冲击力，从而使得鸟弹快速飞向目标靶，以实现鸟弹撞击的效果。本发明试验装置简单，部件容易购买或加工，整个装置都容易实施，且成本较低。

Description

涡轮风扇发动机进口部件鸟弹撞击装置

技术领域

本发明属于航空设备技术领域，具体地说，是一种通过控制高压气体来对鸟弹产生冲击力，从而使得鸟弹快速飞向目标靶的涡轮风扇发动机进口部件鸟弹撞击装置。

背景技术

涡扇发动机全称为涡轮风扇发动机是飞机发动机的一种，由涡轮喷气发动机发展而成。与涡轮喷气比较，主要特点是首级压缩机的面积大很多，同时被用作为空气螺旋桨，将部分吸入的空气通过喷射引擎的外围向后推。发动机核心部分空气经过的部分称为内涵道，仅有风扇空气经过的核心机外侧部分称为外涵道。涡扇引擎最适合飞行速度400公里/小时至1000公里/小时时使用，因此现在多数的飞机引擎都采用涡扇作为动力来源。涡扇发动机具有推力大、推进效率高、噪音低、燃油消耗率低，飞机航程远的优点。

现在的飞机很多都使用涡轮风扇发动机，而鸟类飞行时很有可能被这种喷气式发动机强大的吸力吸过去，然后不可避免地撞断(并不是绝对会撞断)喷气式发动机最前面的结构—压气叶片，样子像扇叶很多的风扇。把其中一片撞断后，这片断掉的扇叶顺着发动机的吸力向发动机内部飞去，由于吸力很大，飞机向前的速度也快，所以说相对速度非常大，直接毁坏了发动机。发动机可是直接连接着燃料仓的哦，所以非常危险。同时这也有可能毁坏了飞机的机身，造成飞机更严重的损坏甚至解体。在高空时冰块对涡轮风扇发动机的破坏与鸟类相似。

经过对现有技术的检索，专利申请号为200710177013.6，名称为一种涡轮风扇发动机及其设计方法的发明专利，提出了一种新型涡轮风扇发动机的设计方法，但是它没有给出模拟冰块或鸟类撞击涡轮风扇发动机的装置。在现代涡轮风扇发动机的设计过程中，模拟冰块或鸟类撞击涡轮风扇发动机的装置是不可缺少的。

发明内容

本发明针对上述不足，提供一种涡轮风扇发动机进口部件鸟弹撞击装置，它能通过控制高压气体来对鸟弹产生冲击力，从而使得鸟弹快速飞向目标靶，以实现鸟弹撞击的效果。

本发明是通过以下技术方案来实现的，本发明包括高压储气罐、高压气体进气管、高压气体出气管、法兰、锁紧气缸、舱内滑阀、鸟弹填充发射舱、鸟弹、鸟弹发射管、鸟弹外壳、鸟弹托杆、鸟弹入口、滑阀槽、鸟弹入口滑阀、手柄和鸟弹外壳剥离器，高压气体进气管的出气口、高压气体出气管的进气口均与高压储气罐相连接，高压气体进气管的进气口与压气机出气口相连接，高压气体出气管的出气口通过法兰与鸟弹填充发射舱的进气口连接在一起，鸟弹发射管的入口与鸟弹填充发射舱相连接，舱内滑阀、鸟弹托杆均布置在鸟弹填充发射舱内，锁紧气缸布置在鸟弹填充发射舱的外部并与舱内滑阀连接在一起，鸟弹布置在鸟弹发射管内，鸟弹外壳布置在鸟弹发射管的内部，鸟弹入口、滑阀槽均布置在鸟弹填充发射舱的相同侧壁上，鸟弹入口滑阀布置在滑阀槽内，手柄与鸟弹入口滑阀固结在一起；鸟弹外壳剥离器与鸟弹发射管的出口连接在一起，鸟弹外壳剥离器由上导杆、下导杆、第一缓冲弹簧、第二缓冲弹簧、滑块支撑板、挡板支撑板、外壳挡板、滑块、钢条、前端板和后端板构成，上导杆、下导杆、钢条布置在前端板与后端板之间，第一缓冲弹簧布置在上导杆、下导杆的左端，第二缓冲弹簧布置在上导杆、下导杆的右端，上导杆穿过滑块支撑板、挡板支撑板的上端，下导杆穿过滑块支撑板、挡板支撑板的下端，外壳挡板与挡板支撑板连接在一起，滑块布置在滑块支撑板内，第一缓冲弹簧与前端板、滑块支撑板连接在一起，第二缓冲弹簧与后端板、挡板支撑板连接在一起。

在本发明中，舱内滑阀、鸟弹发射管的横截面均为圆形，鸟弹托杆的个数为三个，在鸟弹入口滑阀的两端、舱内滑阀靠近鸟弹发射管端均安装有密封圈。

进一步地，在本发明中，钢条的个数为三个，滑块的个数为六个，钢条、滑块均为对称式分布。

在本发明中，舱内滑阀为圆柱体阀芯，阀芯底面采用O形圈密封。开启时由于气罐内压缩空气在舱内滑阀的滑动方向上对舱内滑阀不能产生阻力，因此启动阻力小，一旦开启，气罐内压缩空气作用在舱内滑阀端面，冲击舱内滑阀，加快开启速度，因此，按原理分析此舱内滑阀开启时间应比现有的冲击式滑阀快15％以上。舱内滑阀开启时间越快，鸟弹飞行速度越稳定，重复性越好。

由于鸟的形状不规则，如果直接把鸟放入发射管发射，那么鸟的不规则形状将会使得飞行阻力急剧增大，使得飞行速度显著降低，所以给鸟弹加上了一个形状规则的外壳，从而减少鸟弹在发射管内的飞行阻力。但是鸟弹外壳不能同鸟弹一起撞击目标靶，所以在鸟弹飞出发射管时必须得去掉鸟弹外壳，所有在发射管尾端增加了一个鸟弹外壳剥离器，如图6所示。鸟弹和弹壳一起高速射出后，由三根光滑的钢条导向，水平直线飞行，飞到图6中A-A面附近，弹壳前沿碰到滑块的斜面上，滑块由压簧压紧，滑块斜面被撞后打开，弹壳和鸟弹一起继续水平飞行。飞行到图6中B-B截面附近，弹壳外边缘与外壳挡板碰撞，外壳挡板固定在挡板支撑板上，挡板支撑板与第二缓冲弹簧连在一起，第二缓冲弹簧由两根弹簧导柱导向。弹壳外边缘与外壳挡板碰撞后，压缩第二缓冲弹簧，同时弹壳运行速度降低，鸟弹在惯性作用下，脱离弹壳继续高速飞行。而弹壳在弹簧的阻力作用下向右速度降为零，此时第二缓冲弹簧受压，推动弹壳向左高速运行，撞到滑块的右面，压缩左面的第一缓冲弹簧，如此往复运动多次后，弹壳静止，弹壳终于被截留下来。然后向右抽出上方的钢条，可取出弹壳备用。

在本发明中，装弹过程为：使压气机停止工作，鸟弹填充发射舱内为常压；通过手柄拉动鸟弹入口滑阀将鸟弹入口打开，将鸟弹放在鸟弹托杆上并尽量靠近鸟弹发射管入口处；关闭舱门，鸟弹填充过程完毕。密封过程为：在舱门关闭后，锁紧气缸带动舱内滑阀向前推进，把鸟弹推入鸟弹发射管并锁紧，端面由O形圈密封；压气机开启，给高压储气罐充气，鸟弹填充发射舱内气压上升，舱门下表面受气体内压作用，向上紧贴弹舱，两者之间通过O形圈密封；继续充气，使高压储气罐内压力达到发射鸟弹的压力值，密封充气过程结束，即可进入发射状态。鸟弹发射过程为：控制阀启动，舱内滑阀退回，高压气体冲击鸟弹，使得鸟弹在鸟弹发射管内的速度不断增加，到鸟弹发射管出口处已达到试验所需速度，鸟弹飞出鸟弹发射管后飞向目标靶，从而完成鸟弹撞击过程的模拟。整个过程都通过行程开关或其他元件控制，确保工作顺序不会出错，出错则不能进行下一步动作，并会有出错提示讯号。

本发明的有益效果是：本发明结构简单，部件容易购买或加工，整个装置都容易实施，且成本较低；本发明的鸟弹外壳可提高鸟弹的飞行速度和安全性，鸟弹外壳剥离器可安全有效地剥离鸟弹外壳；本发明的高压气体的压强可控，所以鸟弹的撞击速度也可控制；本发明试验可靠性高，稳定性强；本发明试验过程安全可靠，无明显安全隐患。

附图说明

图1为本发明中发射准备完毕状态的结构示意图；

图2为图1的局部放大图；

图3为本发明中舱内滑阀的结构示意图；

图4为本发明中鸟弹入口关闭状态的结构示意图；

图5为本发明中鸟弹入口打开状态的结构示意图；

图6为本发明中鸟弹外壳剥离器的结构示意图；

图7为图6的局部放大图；

图8图6中三个剖面的结构示意图；

附图中的标号分别为：1、高压储气罐，2、高压气体进气管，3、高压气体出气管，4、法兰，5、锁紧气缸，6、舱内滑阀，7、鸟弹填充发射舱，8、鸟弹，9、鸟弹发射管，10、鸟弹外壳，11、鸟弹托杆，12、鸟弹入口，13、滑阀槽，14、鸟弹入口滑阀，15、手柄，16、上导杆，17、下导杆，18、第一缓冲弹簧，19、第二缓冲弹簧，20、滑块支撑板，21、挡板支撑板，22、外壳挡板，23、滑块，24、钢条，25、前端板，26、后端板。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作详细说明，本实施例以本发明技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例

本发明的实施例如图1至图8所示，本发明包括高压储气罐1、高压气体进气管2、高压气体出气管3、法兰4、锁紧气缸5、舱内滑阀6、鸟弹填充发射舱7、鸟弹8、鸟弹发射管9、鸟弹外壳10、鸟弹托杆11、鸟弹入口12、滑阀槽13、鸟弹入口滑阀14、手柄15和鸟弹外壳剥离器，高压气体进气管2的出气口、高压气体出气管3的进气口均与高压储气罐1相连接，高压气体进气管2的进气口与压气机出气口相连接，高压气体出气管3的出气口通过法兰4与鸟弹填充发射舱7的进气口连接在一起，鸟弹发射管9的入口与鸟弹填充发射舱7相连接，舱内滑阀6、鸟弹托杆11均布置在鸟弹填充发射舱7内，锁紧气缸5布置在鸟弹填充发射舱7的外部并与舱内滑阀6连接在一起，鸟弹8布置在鸟弹发射管9内，鸟弹外壳10布置在鸟弹发射管9的内部，鸟弹入口12、滑阀槽13均布置在鸟弹填充发射舱7的相同侧壁上，鸟弹入口滑阀14布置在滑阀槽13内，手柄15与鸟弹入口滑阀14固结在一起；鸟弹外壳剥离器与鸟弹发射管9的出口连接在一起，鸟弹外壳剥离器由上导杆16、下导杆17、第一缓冲弹簧18、第二缓冲弹簧19、滑块支撑板20、挡板支撑板21、外壳挡板22、滑块23、钢条24、前端板25和后端板26构成，上导杆16、下导杆17、钢条24布置在前端板25与后端板26之间，第一缓冲弹簧18布置在上导杆16、下导杆17的左端，第二缓冲弹簧19布置在上导杆16、下导杆17的右端，上导杆16穿过滑块支撑板20、挡板支撑板21的上端，下导杆17穿过滑块支撑板20、挡板支撑板21的下端，外壳挡板22与挡板支撑板21连接在一起，滑块23布置在滑块支撑板20内，第一缓冲弹簧18与前端板25、滑块支撑板20连接在一起，第二缓冲弹簧19与后端板26、挡板支撑板21连接在一起；舱内滑阀6、鸟弹发射管9的横截面均为圆形，鸟弹托杆11的个数为三个，在鸟弹入口滑阀14的两端、舱内滑阀6靠近鸟弹发射管9端均安装有密封圈；钢条24的个数为三个，滑块23的个数为六个，钢条24、滑块23均为对称式分布。

在本发明中，装弹过程为：使压气机停止工作，鸟弹填充发射舱7内为常压；通过手柄15拉动鸟弹入口滑阀14将鸟弹入口12打开，将鸟弹8放在鸟弹托杆11上并尽量靠近鸟弹发射管9入口处；关闭舱门，鸟弹填充过程完毕。密封过程为：在舱门关闭后，锁紧气缸5带动舱内滑阀6向前推进，把鸟弹8推入鸟弹发射管9并锁紧，端面由O形圈密封；压气机开启，给高压储气罐1充气，鸟弹填充发射舱内7气压上升，舱门下表面受气体内压作用，向上紧贴弹舱，两者之间通过O形圈密封；继续充气，使高压储气罐1内压力达到发射鸟弹的压力值，密封充气过程结束，即可进入发射状态。鸟弹发射过程为：控制阀启动，舱内滑阀6退回，高压气体冲击鸟弹8，使得鸟弹8在鸟弹发射管内9的速度不断增加，到鸟弹发射管9出口处已达到试验所需速度，鸟弹9飞出鸟弹发射管9后飞向目标靶，从而完成鸟弹撞击过程的模拟。整个过程都通过行程开关或其他元件控制，确保工作顺序不会出错，出错则不能进行下一步动作，并会有出错提示讯号。

Claims (3)

1.一种涡轮风扇发动机进口部件鸟弹撞击装置，包括高压储气罐（1）、高压气体进气管（2）、高压气体出气管（3）和法兰（4），高压气体进气管（2）的出气口、高压气体出气管（3）的进气口均与高压储气罐（1）相连接，高压气体进气管（2）的进气口与压气机出气口相连接，其特征在于，还包括锁紧气缸（5）、舱内滑阀（6）、鸟弹填充发射舱（7）、鸟弹（8）、鸟弹发射管（9）、鸟弹外壳（10）、鸟弹托杆（11）、鸟弹入口（12）、滑阀槽（13）、鸟弹入口滑阀（14）、手柄（15）和鸟弹外壳剥离器，高压气体出气管（3）的出气口通过法兰（4）与鸟弹填充发射舱（7）的进气口连接在一起，鸟弹发射管（9）的入口与鸟弹填充发射舱（7）相连接，舱内滑阀（6）、鸟弹托杆（11）均布置在鸟弹填充发射舱（7）内，锁紧气缸（5）布置在鸟弹填充发射舱（7）的外部并与舱内滑阀（6）连接在一起，鸟弹（8）布置在鸟弹发射管（9）内，鸟弹外壳（10）布置在鸟弹发射管（9）的内部，鸟弹入口（12）、滑阀槽（13）均布置在鸟弹填充发射舱（7）的相同侧壁上，鸟弹入口滑阀（14）布置在滑阀槽（13）内，手柄（15）与鸟弹入口滑阀（14）固结在一起；鸟弹外壳剥离器与鸟弹发射管（9）的出口连接在一起，鸟弹外壳剥离器由上导杆（16）、下导杆（17）、第一缓冲弹簧（18）、第二缓冲弹簧（19）、滑块支撑板（20）、挡板支撑板（21）、外壳挡板（22）、滑块（23）、钢条（24）、前端板（25）和后端板（26）构成，上导杆（16）、下导杆（17）、钢条（24）布置在前端板（25）与后端板（26）之间，第一缓冲弹簧（18）布置在上导杆（16）、下导杆（17）的左端，第二缓冲弹簧（19）布置在上导杆（16）、下导杆（17）的右端，上导杆（16）穿过滑块支撑板（20）、挡板支撑板（21）的上端，下导杆（17）穿过滑块支撑板（20）、挡板支撑板（21）的下端，外壳挡板（22）与挡板支撑板（21）连接在一起，滑块（23）布置在滑块支撑板（20）内，第一缓冲弹簧（18）与前端板（25）、滑块支撑板（20）连接在一起，第二缓冲弹簧（19）与后端板（26）、挡板支撑板（21）连接在一起。

2.根据权利要求1所述的涡轮风扇发动机进口部件鸟弹撞击装置，其特征在于，舱内滑阀（6）、鸟弹发射管（9）的横截面均为圆形，鸟弹托杆（11）的个数为三个，在鸟弹入口滑阀（14）的两端、舱内滑阀（6）靠近鸟弹发射管（9）端均安装有密封圈。

3.根据权利要求1所述的涡轮风扇发动机进口部件鸟弹撞击装置，其特征在于，钢条（24）的个数为三个，滑块（23）的个数为六个，钢条（24）、滑块（23）均为对称式分布。