CN106338377A - 一种新型的水面飞行器水载荷试验装置 - Google Patents

Abstract

一种新型的水面飞行器水载荷试验装置，它还有水面飞行器水载荷试验装置，水面飞行器水载荷试验装置包括支撑连接梁（3）、前后支撑连接组件、提升机构、左右支撑连接组件和一组直线轴承导向机构，支撑连接梁（3）位于中央测桥（1）两方箱梁中间，前后支撑连接组件由前支撑连杆（30）、前支撑座（4）、前支撑带螺纹手柄（5）、后支撑连杆（6）和后支撑带螺纹手柄（7）组成；升降系统可双重升降，安装、拆卸简单；6自由度无干涉着水及滑行，能更真实模拟；采用直线轴承进行垂向导向，提高垂向导向的精度；试验件俯仰、横滚姿态调整简单，易于操作。

Description

一种新型的水面飞行器水载荷试验装置

技术领域

本发明涉及水陆两栖飞机、水上飞机等水动力试验领域，具体涉及一种新型的水陆两栖飞机水载荷试验装置。

背景技术

随水面飞行器使用范围要求的提高，抗浪性要求逐渐提高，从而对水面飞行器结构设计和强度校核也提出更高的要求。为得到较为精确的水面飞行器着水载荷以进行结构设计和强度校核，目前主要通过水面飞行器水载荷水池缩比模型试验，该试验装置应用于水面飞行器水载荷全机无动力模型水池试验。

目前，国内使用的水载荷试验装置在试验过程中对模型有限制作用，对试验的数据有很大影响，主要表现在：

一、试验时试验件受4个方向约束，无法真实模拟实际情况

现有水面飞行器水载荷试验装置在试验过程中对试验件有航向、侧向的约束，仅试验件入水瞬间是无约束状态，试验得到的数据仅入水瞬间是有效的，在后期数据处理中也只能使用入水瞬间的数据，对于试验件入水后的滑行及波浪撞击没有模拟，不能满足水面飞行器水载荷全机无动力模型水池试验的需要。

二、依靠可调整的滑轮进行导向，垂向运动精度不高

现有水面飞行器水载荷试验装置是靠有可调整滑轮组成的导向机构进行导向的，为保证运动的顺畅，在滑轮调整过程中间隙会很大，导致在试验件投放试验时垂向精度不高，会存在水平运动对试验件垂向运动的影响。

三、试验件姿态角度的调整复杂，运动过程中会发生改变

现有水面飞行器水载荷试验装置是靠前、后可调整长度的钢丝绳来实现模型俯仰姿态角的调整的，由于钢丝绳是软连接，在试验拖车运行过程中受空气阻力的影响，模型的姿态角度会发生变化，不能真实反映实际着水过程，同时飞机左、右机翼没有限制，在运动过程中也会产生横滚现象。

四、试验装置在试验过程中对试验件有影响

现有水面飞行器水载荷试验装置在试验件入水后要限制试验件的前、后运动，水载荷试验装置中的深沉杆始终与试验件连接，导致试验件的重量加大、重心位置升高，与实际试验件的入水情况不符，对试验件入水及后续滑行均会产生影响。

发明内容

本发明的目的就是针对目前现有的水载荷试验装置的不足，而设计的一种新型的水面飞行器水载荷试验装置。

本发明包括实验拖车、中央测桥和试验件，中央测桥安装在实验拖车底部，其特征在于它还有水面飞行器水载荷试验装置，水面飞行器水载荷试验装置包括支撑连接梁、前后支撑连接组件、提升机构、左右支撑连接组件和一组直线轴承导向机构，支撑连接梁位于中央测桥两方箱梁中间，前后支撑连接组件由前支撑连杆、前支撑座、前支撑带螺纹手柄、后支撑连杆和后支撑带螺纹手柄组成，前支撑连杆的底部可转动连接在试验件的前部连接支点上，前支撑连杆的顶部穿过支撑连接梁，并通过前支撑带螺纹手柄锁紧在支撑连接梁上，前支撑座是直角三角形形状，前支撑座的其中一个直角边上设有连接套，前支撑座的另一个直角边固定安装在支撑连接梁底部，前支撑座的连接套活动套在前支撑连杆上，后支撑连杆的底部可转动连接在试验件的后部连接支点上，并通过后支撑带螺纹手柄锁紧在支撑连接梁上，后支撑连杆和前支撑连杆可以分别通过前支撑带螺纹手柄和带螺纹手柄调节高度，保证试验件的俯仰角度，提升机构由带控制装置提升装置连接板、带控制装置的电动缸、提升杆、提升杆带螺纹手柄、投放用电磁钩和电磁钩触发开关组成，提升装置连接板的中心设有电动缸安装孔，提升装置连接板的两端分别固定搭接安装在中央测桥的两个横梁上，带控制装置的电动缸的缸体固定安装在电动缸安装孔处，提升杆的顶部固定安装在带控制装置的电动缸的活塞杆上，提升杆穿过支撑连接梁，并通过提升杆带螺纹手柄锁紧，投放用电磁钩固定安装在提升杆底部，且投放用电磁钩的中心轴线与测桥中心轴线重合，投放用电磁钩的挂钩通过钢丝绳与试验件中部的起吊支点相连，电磁钩触发开关的活动触头安装在带控制装置的电动缸的活塞杆上，电磁钩触发开关的固定触头通过支撑架固定安装在中央测桥的两个横梁中间，电磁钩触发开关用于控制投放用电磁钩的钩的打开和闭合，左右支撑连接组件由左右支撑杆连接板和一对左右支撑杆组成，左右支撑杆连接板的两侧分别设有支撑杆安装孔，左右支撑杆连接板通过螺栓固定安装在支撑连接梁上，一对左右支撑杆的底部分别可转动连接在试验件的左右连接支点上，一对左右支撑杆的顶部分别穿过支撑杆安装孔，并通过锁紧装置锁紧，一对左右支撑杆可通过调节锁紧装置来调整高度，保证试验件的倾斜角度，直线轴承导向机构由直线滑轨、连接板、导向轴、下连接限位座、上连接限位座、导向机构连接装置和直线轴承组成，直线滑轨的一对轨道分别安装在中央测桥的两个横梁上，连接板的中部设有导向轴安装孔，连接板搭接式安装在直线滑轨的一对滑块上，导向轴穿过连接板上的导向轴安装孔，直线轴承的内圈安装在导向轴上，导向机构连接装置安装在直线轴承的外圈上，且导向机构连接装置与连接板固定相连，导向轴的底部通过下连接限位座与支撑连接梁固定相连，上连接限位座安装在导向轴的顶部，下连接限位座和上连接限位座分别是上下限位。

支撑连接梁是由上下固定板固定搭接在两根平行放置的铝型材上构成的铝型材结构组件。

一组直线轴承导向机构的数量根据试验需求增减。

本发明的优点是：

1、升降系统可双重升降，安装、拆卸简单

该试验装置的升降系统由中央测桥的升降及带控制装置的电动缸的升降两部分组成，可以尽可能的减少试验件与试验装置的距离，以保证拖车运行过程中试验件不会因为试验装置的刚度发生姿态改变。该装置中的两套升降系统的安装及拆卸均简单方便。

2、6自由度无干涉着水及滑行，能更真实模拟

原水载荷试验装置由于各部件的限制，仅在试验件入水瞬间是无干涉状态，不能满足试验的要求。现有试验装置在试验件入水瞬间是与试验件完全分离，不对试验件后期运动干涉，更真实反映飞机入水及入水后的滑行情况。

3、采用直线轴承进行垂向导向，提高垂向导向的精度

本试验装置通过多组直线轴承进行垂向导向，直线轴承9的精度可达到0.01mm，提高了试验件的垂向运动精度。

4、试验件俯仰、横滚姿态调整简单，易于操作

试验件的俯仰姿态角度是利用调整前支撑连杆和后支撑连杆上的螺纹高度来实现；横滚姿态角度是利用调整一对左右支撑杆上的螺纹高度来实现。姿态角度的调整相对原水载荷试验装置简单方便。

附图说明

图1是本发明结构示意图。

图2是本发明侧视结构示意图。

图3是图1A-A截面结构示意图。

图4是图1B-B截面结构示意图。

图5是图1C-C截面结构示意图。

图6是原水载荷试验装置示意图。

具体实施方式

如图1、2、3、4、5、6所示，本发明包括实验拖车、中央测桥1和试验件2，中央测桥1安装在实验拖车底部，其特征在于它还有水面飞行器水载荷试验装置，水面飞行器水载荷试验装置包括支撑连接梁3、前后支撑连接组件、提升机构、左右支撑连接组件和一组直线轴承导向机构，支撑连接梁3位于中央测桥1两方箱梁中间，前后支撑连接组件由前支撑连杆30、前支撑座4、前支撑带螺纹手柄5、后支撑连杆6和后支撑带螺纹手柄7组成，前支撑连杆30的底部可转动连接在试验件2的前部连接支点上，前支撑连杆30的顶部穿过支撑连接梁3，并通过前支撑带螺纹手柄5锁紧在支撑连接梁3上，前支撑座4是直角三角形形状，前支撑座4的其中一个直角边上设有连接套，前支撑座4的另一个直角边固定安装在支撑连接梁3底部，前支撑座4的连接套活动套在前支撑连杆30上，后支撑连杆6的底部可转动连接在试验件2的后部连接支点上，并通过后支撑带螺纹手柄7锁紧在支撑连接梁3上，后支撑连杆6和前支撑连杆30可以分别通过前支撑带螺纹手柄5和带螺纹手柄7调节高度，保证试验件2的俯仰角度，提升机构由带控制装置提升装置连接板25、带控制装置的电动缸26、提升杆8、提升杆带螺纹手柄9、投放用电磁钩27和电磁钩触发开关28组成，提升装置连接板25的中心设有电动缸安装孔，提升装置连接板25的两端分别固定搭接安装在中央测桥1的两个横梁上，带控制装置的电动缸26的缸体固定安装在电动缸安装孔处，提升杆8的顶部固定安装在带控制装置的电动缸26的活塞杆上，提升杆8穿过支撑连接梁3，并通过提升杆带螺纹手柄9锁紧，投放用电磁钩27固定安装在提升杆8底部，且投放用电磁钩27的中心轴线与测桥中心轴线重合，投放用电磁钩27的挂钩通过钢丝绳与试验件2中部的起吊支点相连，电磁钩触发开关28的活动触头安装在带控制装置的电动缸26的活塞杆上，电磁钩触发开关28的固定触头通过支撑架固定安装在中央测桥1的两个横梁中间，电磁钩触发开关28用于控制投放用电磁钩27的钩的打开和闭合，左右支撑连接组件由左右支撑杆连接板13和一对左右支撑杆14组成，左右支撑杆连接板13的两侧分别设有支撑杆安装孔，左右支撑杆连接板13通过螺栓固定安装在支撑连接梁3上，一对左右支撑杆14的底部分别可转动连接在试验件2的左右连接支点上，一对左右支撑杆14的顶部分别穿过支撑杆安装孔，并通过锁紧装置锁紧，一对左右支撑杆14可通过调节锁紧装置来调整高度，保证试验件2的倾斜角度，直线轴承导向机构由直线滑轨15、连接板16、导向轴17、下连接限位座18、上连接限位座19、导向机构连接装置20和直线轴承21组成，直线滑轨15的一对轨道分别安装在中央测桥1的两个横梁上，连接板16的中部设有导向轴安装孔，连接板16搭接式安装在直线滑轨15的一对滑块上，导向轴17穿过连接板16上的导向轴安装孔，直线轴承21的内圈安装在导向轴17上，导向机构连接装置20安装在直线轴承21的外圈上，且导向机构连接装置20与连接板16固定相连，导向轴17的底部通过下连接限位座18与支撑连接梁3固定相连，上连接限位座19安装在导向轴17的顶部，下连接限位座18和上连接限位座19分别是上下限位。

支撑连接梁3是由上下固定板固定搭接在两根平行放置的铝型材上构成的铝型材结构组件。

一组直线轴承导向机构的数量根据试验需求增减。

工作方式及原理:试验件2通过投放用电磁钩27上的钢丝绳吊起，分别利用支撑连杆3和后支撑连杆6调整好试验件2的姿态角度，一对左右支撑杆14调整好试验件2的水平角度，带控制装置的电动缸26固定在中央测桥1上，通过调整中央测桥1离水高度来调整试验件的离水高度达到试验要求。带控制装置的电动缸26带动提升杆13及投放用电磁钩27作到达试验前的高度，试验过程中，试验拖车运行到试验速度，带控制装置的电动缸26做垂向运动，触发电磁钩触发开关28，投放用电磁钩27脱开，试验件2与本发明试验装置分离。

Claims (3)

1. 一种新型的水面飞行器水载荷试验装置，它包括实验拖车、中央测桥（1）和试验件（2），中央测桥（1）安装在实验拖车底部，其特征在于它还有水面飞行器水载荷试验装置，水面飞行器水载荷试验装置包括支撑连接梁（3）、前后支撑连接组件、提升机构、左右支撑连接组件和一组直线轴承导向机构，支撑连接梁（3）位于中央测桥（1）两方箱梁中间，前后支撑连接组件由前支撑连杆（30）、前支撑座（4）、前支撑带螺纹手柄（5）、后支撑连杆（6）和后支撑带螺纹手柄（7）组成，前支撑连杆（30）的底部可转动连接在试验件（2）的前部连接支点上，前支撑连杆（30）的顶部穿过支撑连接梁（3），并通过前支撑带螺纹手柄（5）锁紧在支撑连接梁（3）上，前支撑座（4）是直角三角形形状，前支撑座（4）的其中一个直角边上设有连接套，前支撑座（4）的另一个直角边固定安装在支撑连接梁（3）底部，前支撑座（4）的连接套活动套在前支撑连杆（30）上，后支撑连杆（6）的底部可转动连接在试验件（2）的后部连接支点上，并通过后支撑带螺纹手柄（7）锁紧在支撑连接梁（3）上，后支撑连杆（6）和前支撑连杆（30）可以分别通过前支撑带螺纹手柄（5）和带螺纹手柄（7）调节高度，保证试验件（2）的俯仰角度，提升机构由带控制装置提升装置连接板（25）、带控制装置的电动缸（26）、提升杆（8）、提升杆带螺纹手柄（9）、投放用电磁钩（27）和电磁钩触发开关（28）组成，提升装置连接板（25）的中心设有电动缸安装孔，提升装置连接板（25）的两端分别固定搭接安装在中央测桥（1）的两个横梁上，带控制装置的电动缸（26）的缸体固定安装在电动缸安装孔处，提升杆（8）的顶部固定安装在带控制装置的电动缸（26）的活塞杆上，提升杆（8）穿过支撑连接梁（3），并通过提升杆带螺纹手柄（9）锁紧，投放用电磁钩（27）固定安装在提升杆（8）底部，且投放用电磁钩（27）的中心轴线与测桥中心轴线重合，投放用电磁钩（27）的挂钩通过钢丝绳与试验件（2）中部的起吊支点相连，电磁钩触发开关（28）的活动触头安装在带控制装置的电动缸（26）的活塞杆上，电磁钩触发开关（28）的固定触头通过支撑架固定安装在中央测桥（1）的两个横梁中间，电磁钩触发开关（28）用于控制投放用电磁钩（27）的钩的打开和闭合，左右支撑连接组件由左右支撑杆连接板（13）和一对左右支撑杆（14）组成，左右支撑杆连接板（13）的两侧分别设有支撑杆安装孔，左右支撑杆连接板（13）通过螺栓固定安装在支撑连接梁（3）上，一对左右支撑杆（14）的底部分别可转动连接在试验件（2）的左右连接支点上，一对左右支撑杆（14）的顶部分别穿过支撑杆安装孔，并通过锁紧装置锁紧，一对左右支撑杆（14）可通过调节锁紧装置来调整高度，保证试验件（2）的倾斜角度，直线轴承导向机构由直线滑轨（15）、连接板（16）、导向轴（17）、下连接限位座（18）、上连接限位座（19）、导向机构连接装置（20）和直线轴承（21）组成，直线滑轨（15）的一对轨道分别安装在中央测桥（1）的两个横梁上，连接板（16）的中部设有导向轴安装孔，连接板（16）搭接式安装在直线滑轨（15）的一对滑块上，导向轴（17）穿过连接板（16）上的导向轴安装孔，直线轴承（21）的内圈安装在导向轴（17）上，导向机构连接装置（20）安装在直线轴承（21）的外圈上，且导向机构连接装置（20）与连接板（16）固定相连，导向轴（17）的底部通过下连接限位座（18）与支撑连接梁（3）固定相连，上连接限位座（19）安装在导向轴（17）的顶部，下连接限位座（18）和上连接限位座（19）分别是上下限位。

2.根据权利要求1所述的一种新型的水面飞行器水载荷试验装置，其特征在于支撑连接梁（3）是由上下固定板固定搭接在两根平行放置的铝型材上构成的铝型材结构组件。

3.根据权利要求1所述的一种新型的水面飞行器水载荷试验装置，其特征在于一组直线轴承导向机构的数量根据试验需求增减。