CN105181474B - 一种飞机天线罩负压气动载荷静强度试验装置 - Google Patents

Abstract

一种飞机天线罩负压气动载荷静强度试验装置，涉及飞机结构试验装置设计技术领域，用于飞机的天线罩的静强度试验，下部底板通过地脚调节处于水平，下部底板同中心固定连接有底板支持板且在下部底板的边缘设置有立柱。沿下部底板边缘周向相邻的两立柱之间设置有滑轮架；在滑轮架上设置有导向滑轮。试验件外部通过帆布带粘贴与试验件形状相匹配的拉力垫。本发明提供的飞机天线罩负压气动载荷静强度试验装置丝杠加载组件通过钢丝绳连接拉力垫并与导向滑轮配合对拉力垫施加拉力，实现了飞机天线罩与天线同时考核，实现了飞机天线罩负压气动载荷模拟。

Description

一种飞机天线罩负压气动载荷静强度试验装置

技术领域

本发明涉及飞机结构试验装置设计技术领域，具体而言，涉及一种飞机天线罩负压气动载荷静强度试验装置。

背景技术

飞机需要安装各种发射、接收天线，与之配合的，在飞机结构设计过程中必然要考虑对天线的保护而设计天线罩，天线和天线罩突出于机体外部，在某些飞行状态下由于气动载荷的作用，会在天线罩外表面产生负压吸力载荷，天线罩外表面的负压压强乘上一定的安全系数后会超出一个大气压。在对天线罩的强度进行试验的过程中，不能用抽真空的试验方法来实现天线罩的静强度考核，并且天线罩内部安装天线，试验中需要与罩体同时进行考核，但是又不能采用向天线罩内部充压的方法来达到静强度试验的目的。

现在亟需解决的技术问题是如何设计一种飞机天线罩负压气动载荷静强度试验装置来解决上述现有技术中存在的缺陷，能够在不用向天线罩内部充压的方法来达到静强度试验的目的的同时，又能实现天线与天线罩一起进行静强度试验。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术中的不足，提供一种飞机天线罩负压气动载荷静强度试验装置。

本发明的目的通过如下技术方案实现：一种飞机天线罩负压气动载荷静强度试验装置，包括：

下部底板为平板结构，通过地脚调节处于水平，在下部底板上且与下部底板同中心固定连接有底板支持板，在下部底板的边缘设置有立柱；立柱一端固定在下部底板上，另一端固定在一中部平板上，其中，下部底板与中部平板相互平行，立柱垂直于下部底板，沿下部底板边缘周向相邻的两立柱之间设置有滑轮架；滑轮架与立柱垂直且两端分别固定在相邻的立柱上，在滑轮架上设置有导向滑轮；中部平板中部设置有通孔，一侧固定连接有立柱，另一侧固定连接有支柱，立柱与支柱相互平行；支柱一端固定连接在中部平板，另一端固定连接在上部支持板，其中，中部平板与上部支持板的板面平行；上部支持板设置有丝杠加载组件；试验件外部通过帆布带粘贴与试验件形状相匹配的拉力垫；下部底板、中部平板、上部支持板由下至上顺次安装，丝杠加载组件通过钢丝绳连接拉力垫，并与导向滑轮配合对拉力垫施加拉力，实现飞机天线罩负压气动载荷模拟。

上述方案中优选的是，丝杠加载组件包括载荷传感器、丝杠、空心套筒、加载螺套，其中，载荷传感器一端固定在丝杠上，另一端通过钢丝绳连接拉力垫；丝杠与所述上部支持板的板面垂直，并通过空心套筒固定于上部支持板上，丝杠两端置于上部支持板的两侧，一端连接载荷传感器，另一端设置有空心套筒与加载螺套。

上述任一方案中优选的是，拉力垫为与试验件形状相匹配的组合片结构，每片组合片上设置有钢丝绳的固定孔。

上述任一方案中优选的是，每个立柱的相同位置上设置有螺栓固定孔，螺栓固定孔的数量为至少两个，螺栓固定孔用于将滑轮架固定在立柱上并通过螺栓固定孔调节滑轮架与立柱的相对位置。

上述任一方案中优选的是，地脚为螺栓与螺母的组合件，下部底板设置有螺栓孔，地脚的螺栓旋进螺母，将螺栓插进下部底板，通过调节螺母使所述下部底板处于水平状态后旋进另一螺母，使下部底板固定在所述地脚。

上述任一方案中优选的是，丝杠的两端为螺纹杆结构，中部截面为矩形，在上部支持板上开设有用于丝杠穿过的通孔，通孔的形状与丝杠中部的截面形状相匹配。

上述任一方案中优选的是，空心套筒固定在上部支持板上，且通孔与所述上部支持板上的丝杠的通孔贯通，空心套筒的内壁面为光滑面。

本发明所提供的飞机天线罩负压气动载荷静强度试验装置的有益效果在于，实现了对天线罩和天线罩内安装天线同时考核，避免了用抽真空的试验方法来实现天线罩的静强度考核、采用向天线罩内部充压对考核结果造成影响，实现飞机小型天线罩负压气动载荷静强度试验。结构简单，制造方便，装置稳定性高，安全可靠。

附图说明

图1是按照本发明的飞机天线罩负压气动载荷静强度试验装置的一优选实施例的结构示意图；

图2是按照本发明的飞机天线罩负压气动载荷静强度试验装置的图1所示实施例的丝杠加载组件的结构示意图；

图3是按照本发明的飞机天线罩负压气动载荷静强度试验装置的图1所示实施例的试验件与拉力垫、帆布带组装的结构示意图。

附图标记：

1-地脚、2-下部底板、3-立柱、4-中部平板、5-上部支持板、6-拉力垫、7-钢丝绳、8-导向滑轮、9-滑轮架、10-载荷传感器、11-丝杠、12-空心套筒、13-加载螺套、14-底板支持板、15-试验件、16-支柱、17-帆布带。

具体实施方式

为了更好地理解按照本发明方案的飞机天线罩负压气动载荷静强度试验装置，下面结合附图对本发明的飞机结构试验装置设计技术领域的一优选实施例作进一步阐述说明。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

如图1-图3所示，本发明提供的一种飞机天线罩负压气动载荷静强度试验装置，其包括的结构组成及各个结构组成之间的连接关系如下：

下部底板2为平板结构，通过地脚1调节处于水平，在下部底板2上且与下部底板2同中心固定连接有底板支持板14，在下部底板2的边缘设置有立柱3；立柱3一端固定在下部底板2上，另一端固定在一中部平板4上，其中，下部底板2与中部平板4相互平行，立柱3垂直于下部底板2，沿下部底板2边缘周向相邻的两立柱3之间设置有滑轮架9；滑轮架9与立柱3垂直且两端分别固定在相邻的立柱3上，在滑轮架9上设置有导向滑轮8；中部平板4的中部设置有通孔，一侧固定连接有立柱3，另一侧固定连接有支柱16，立柱3与支柱16相互平行；支柱16的一端固定连接在中部平板4，另一端固定连接在上部支持板5，其中，中部平板4与上部支持板5的板面平行；上部支持板5上设置有丝杠加载组件；

试验件15外部通过帆布带17粘贴与试验件15形状相匹配的拉力垫6。下部底板2、中部平板4、上部支持板5由下至上顺次安装，丝杠加载组件通过钢丝绳7连接拉力垫6，并与导向滑轮8配合对拉力垫施加拉力，实现飞机天线罩负压气动载荷模拟。

丝杠加载组件包括载荷传感器10、丝杠11、空心套筒12、加载螺套13，其中，载荷传感器10一端固定在丝杠11上，另一端通过钢丝绳7连接拉力垫6。丝杠11与上部支持板5的板面垂直，并通过空心套筒12固定于上部支持板5上，丝杠11两端置于上部支持板5的两侧，一端连接载荷传感器10，另一端设置有空心套筒12与加载螺套13。

拉力垫6为与试验件15形状相匹配的组合片结构，每片组合片上设置有钢丝绳7的固定孔。每个立柱3的相同位置上设置有螺栓固定孔，螺栓固定孔的数量为至少两个，螺栓固定孔用于将滑轮架9固定在所述立柱3上并通过螺栓固定孔调节滑轮架9与立柱3的相对位置。地脚1为螺栓与螺母的组合件，下部底板2设置有螺栓孔，地脚1的螺栓旋进螺母，将螺栓插进下部底板2，通过调节螺母使下部底板2处于水平状态后旋进另一螺母，使下部底板2固定在所述地脚。丝杠11的两端为螺纹杆结构，中部截面为矩形，在上部支持板5上开设有用于所述丝杠11穿过的通孔，通孔的形状与丝杠11中部的截面形状相匹配。空心套筒12固定在上部支持板5上，且通孔与上部支持板5上的丝杠11的通孔贯通，空心套筒12的内壁面为光滑面。

本发明优选实施例提供的飞机天线罩负压气动载荷静强度试验装置中下部底板2采用正方形的板状结构，在下部底板2的同侧的四角的位置分别设置安装固定孔用于固定安装立柱3，四根立柱3的长度相等且垂直于下部底板2的板面。紧邻下部底板2的每个用于固定安装立柱3的安装固定孔，在下部底板2上设置有地脚1的固定孔。立柱3的直径大于安装固定孔的直径，在下部底板2上异于立柱3的一面设置有螺栓穿过下部底板2将立柱3固定在下部底板2上。在下部底板2的一侧板面的中心位置处设置有与下部底板2形状相同的支持板14，其中支持板14的边长小于下部底板2的边长，支持板14四角位置通过螺栓固定在下部底板2上。试验件15固定在支持板14与下部底板2的中心位置。地脚1为螺栓与螺母的组合件：一根螺栓和两个螺母。首先，将一螺母拧到螺栓靠近螺栓头部位置处，然后将套有螺母的螺栓插入到下部底板2上的固定孔，通过调节螺栓上的螺母使下部底板2处于水平状态，最后将另一螺母旋紧到螺栓上使两个螺母夹紧下部底板2。

每条立柱3上的相同位置处设置有固定孔，沿下部底板2边缘周向相邻的两立柱3上固定连接有滑轮架9，滑轮架9通过螺栓与螺母配合固定在相邻的两立柱3上。立柱3上的固定孔沿立柱3长度方向设置多个，通过调节滑轮架9的固定位置改变拉力垫6的受力方向。在滑轮9的中部设置有导向滑轮8，用于改变丝杠加载组件通过钢丝绳7对拉力垫6的力的方向。

中部平板4的板面的大小与下部底板2的大小相同，四角位置与下部底板2相配合同样设置有用于固定立柱3的固定孔，通过螺栓将立柱3与中部平板4固定连接。中部平板4的中心位置处设置有圆形的通孔，用于通过丝杠加载组件。

中部平板4的上方设置有上部支持板5，上部支持板5为十字型的板状结构，在每个凸边靠近端头位置设置有丝杠通孔，丝杠11穿过上部支持板5并穿过空心套筒12，一端通过加载螺套13将丝杠11固定在上部支持板5上，另一端螺纹连接载荷传感器10。载荷传感器10采集载荷传感信号，采集后传送给载荷测量系统显示。

丝杠11的在上部支持板5在丝杠通孔内部分以及在空心套筒12内的部分的截面为正方形，与之配合的上部支持板5上的丝杠通孔、空心套筒内中控部分的截面为正方形，限制丝杠11的转动。

加载螺套13旋转带动丝杠11上、下运动从而对拉力垫产生拉力载荷，通过载荷传感器10测得施加的载荷的大小。

丝杠加载组件设置5组，上部支持板5的四凸端各一组、中心位置设置一组，中心位置的一组连接的钢丝绳7直接穿过中部平板4中心处的通孔连接拉力垫6。其余四组通过导向滑轮8连接拉力垫6。

拉力垫6分为五部分-顶部、及其余相同的四部分，通过分割拉力垫6可测得不同部位处拉力垫6的拉力载荷，从而确定对天线罩的静力测试。

试验件15安装在支持板14上，支持板14固定在承载框架的下部底板2上。用拉力垫6、丝杠加载组件和钢丝绳7组合施加拉力载荷。试验件15支持和加载在同一个夹具框架内实现，试验载荷自身平衡，试验装置可以安装或放置在任意一个平面物体上面。

试验载荷采用丝杠11由人工施加，载荷信号经载荷传感器10采集后传送给载荷测量系统显示。进行拉力载荷试验时，将试验件划分成几个分区，每个分区的外表面粘贴一个拉力垫6，一个分区的分布载荷合成为一个集中载荷进行施加。

拉力垫6采用帆布带粘贴在金属支撑架内表面上形成，金属支撑架按照天线罩外形设计，与天线罩表面保留一定间隙，这个间隙用帆布带填充，外部设计可以固定钢丝绳7的拉环；帆布拉力带由帆布带缝纫而成。螺纹丝杠11下端连接载荷传感器10，其中部为长方体、两端为螺纹，进行静力加载时，中部从上部支持板的方孔中穿过，丝杠11和载荷传感器10不会发生转动，转动丝杠11上端的加载螺套13既可以对试验件进行拉力加载，拉力变形的行程由加载螺套13下面的空心套筒12的高度确定。

拉力垫6粘贴在试验件的考核部位，钢丝绳7先与拉力垫6连接、经导向滑轮8改变拉力方向后变成垂直向上，垂直向上的拉力载荷不需经滑轮导向，然后与安装在丝杠11下面的载荷传感器10下部相连。导向滑轮8及其支架的位置由拉力方向决定，导向滑轮8下部与拉力垫6之间的钢丝绳7与拉力载荷的力作用线重合。

本发明提供的飞机天线罩负压气动载荷静强度试验装置可以实现多通道、多角度的负压气动载荷模拟，实现飞机小型天线罩负压气动载荷静强度试验。

以上结合本发明的飞机天线罩负压气动载荷静强度试验装置具体实施例做了详细描述，但并非是对本发明的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改均属于本发明的技术范围，还需要说明的是，按照本发明的飞机天线罩负压气动载荷静强度试验装置技术方案的范畴包括上述各部分之间的任意组合。

Claims (7)

1.一种飞机天线罩负压气动载荷静强度试验装置，其特征在于，包括：

下部底板(2)，为平板结构，通过地脚(1)调节处于水平，在下部底板(2)上且与下部底板(2)同中心固定连接有底板支持板(14)，在下部底板(2)的边缘设置有立柱(3)；

立柱(3)，一端固定在下部底板(2)上，另一端固定在一中部平板(4)上，其中，下部底板(2)与中部平板(4)相互平行，立柱(3)垂直于下部底板(2)，沿下部底板(2)边缘周向相邻的两立柱(3)之间设置有滑轮架(9)；

滑轮架(9)，与立柱(3)垂直且两端分别固定在相邻的立柱(3)上，在滑轮架(9)上设置有导向滑轮(8)；

中部平板(4)，中心位置设置有通孔，一侧固定连接有立柱(3)，另一侧固定连接有支柱(16)，立柱(3)与支柱(16)相互平行；

支柱(16)，一端固定连接在中部平板(4)，另一端固定连接在上部支持板(5)，其中，中部平板(4)与上部支持板(5)的板面平行；

上部支持板(5)，设置有丝杠加载组件；

试验件(15)，外部通过帆布带(17)粘贴与试验件(15)形状相匹配的拉力垫(6)；

下部底板(2)、中部平板(4)、上部支持板(5)由下至上顺次安装，丝杠加载组件通过钢丝绳(7)连接拉力垫(6)，并与导向滑轮(8)配合对拉力垫施加拉力，实现飞机天线罩负压气动载荷模拟。

2.如权利要求1所述的飞机天线罩负压气动载荷静强度试验装置，其特征在于,丝杠加载组件包括:

载荷传感器(10)，一端固定在丝杠(11)上，另一端通过钢丝绳(7)连接拉力垫(6)；

丝杠(11)，与所述上部支持板(5)的板面垂直，并通过空心套筒(12)固定于所述上部支持板(5)上，丝杠(11)两端置于所述上部支持板(5)的两侧，一端连接载荷传感器(10)，另一端设置有空心套筒(12)与加载螺套(13)。

3.如权利要求2所述的飞机天线罩负压气动载荷静强度试验装置，其特征在于，所述拉力垫(6)为与试验件(15)形状相匹配的组合片结构，每片组合片上设置有钢丝绳(7)的固定孔。

4.如权利要求1所述的飞机天线罩负压气动载荷静强度试验装置，其特征在于，每个所述立柱(3)的相同位置上设置有螺栓固定孔，螺栓固定孔的数量为至少两个，螺栓固定孔用于将滑轮架(9)固定在所述立柱(3)上并通过螺栓固定孔调节滑轮架(9)与所述立柱(3)的相对位置。

5.如权利要求1所述的飞机天线罩负压气动载荷静强度试验装置，其特征在于：所述地脚(1)为螺栓与螺母的组合件，所述下部底板(2)设置有螺栓孔，所述地脚(1)的螺栓旋进螺母，将螺栓插进所述下部底板(2)，通过调节螺母使所述下部底板(2)处于水平状态后旋进另一螺母，使所述下部底板(2)固定在所述地脚。

6.如权利要求2所述的飞机天线罩负压气动载荷静强度试验装置，其特征在于，所述丝杠(11)的两端为螺纹杆结构，中部截面为矩形，在所述上部支持板(5)上开设有用于所述丝杠(11)穿过的通孔，通孔的形状与所述丝杠(11)中部的截面形状相匹配。

7.如权利要求6所述的飞机天线罩负压气动载荷静强度试验装置，其特征在于，空心套筒(12)固定在所述上部支持板(5)上，且通孔与所述上部支持板(5)上的丝杠(11)的通孔贯通，空心套筒(12)的内壁面为光滑面。