CN106507937B - 一种折叠翼展开机构地面模拟试验装置 - Google Patents
一种折叠翼展开机构地面模拟试验装置Info
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Abstract
本发明公开了一种折叠翼展开机构地面模拟试验装置，该装置用于模拟折叠翼在展开过程中所承受的气动升力与阻力，并采集相关试验数据的测试装置，以确保试验数据是在模拟气动环境下测定。折叠翼展开机构地面模拟试验装置比传统风洞试验方法成本更低、结构更简单、操作更方便，且可以实现多次重复试验，可应用于飞行器的翼面、舵面及汽车扰流板等部件的加载模拟试验。
Description
技术领域
本发明涉及一种折叠翼展开机构地面模拟试验装置，尤其涉及一种针对折叠翼展开机构在展开过程中气动升力与阻力测试的地面模拟试验装置。
背景技术
折叠翼是现代导弹的重要组成部分，用于缩小导弹的横向尺寸，提高导弹的机动性。因此，折叠翼展开机构在导弹设计中应用越来越广泛。以折叠翼展开机构为对象，模拟其工作环境，开发测试其展开性能的试验装置，完成关键技术参数的测试和试验验证，可为后续的工程应用提供依据。折叠翼展开机构性能测试中，早期主要采用经典的自然破坏式试验方法，且仅有的几次试验所得试验数据及规律准确性也不高。采用风洞试验来真实模拟导弹实际工作状态及其所承受的气动载荷导致研制成本过高。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种折叠翼展开机构地面模拟试验装置，本发明能够进行折叠翼面在飞行条件下所受载荷模拟加载试验，实现其展开过程中的性能测试。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种折叠翼展开机构地面模拟试验装置，它主要由支撑平台、折叠翼展开机构、气动升力模拟装置和折叠翼展开性能测试模块组成；其中，折叠翼展开机构和气动升力模拟装置均安装在支撑平台上，气动升力模拟装置安装在折叠翼展开机构与支撑平台之间，折叠翼展开性能测试模块安装在折叠翼展开机构上。
进一步地，所述支撑平台由试验台、脚轮和螺旋升降机构组成；试验台上方安装支撑块，用来支撑折叠翼展开机构；四个脚轮和螺旋升降机构安装在试验台下方，螺旋升降机构将螺母的转动转化为试验台的上下移动。
进一步地，所述折叠翼展开机构主要由弹翼、锁紧销、剪切销、上盖板、紧固螺钉、弹翼转轴、下底板、电作动筒、推杆、过位挡块、转轴法兰、弹簧组成；弹翼转轴置于上盖板和下底板之间，六个紧固螺钉将弹翼转轴、上盖板和下底板固接，弹翼和转轴法兰安装在弹翼转轴上，锁紧销和剪切销插入上盖板内、过位挡块固装在下底板上，弹簧置于锁紧销内。
进一步地，所述气动力模拟装置主要由滚轮、滚轮盖、模拟墙组成，两个滚轮盖对称固接在弹翼下方，滚轮置于滚轮盖内，模拟墙固定在实验平台上，支撑滚轮。
进一步地，所述折叠翼展开性能测试模块包括剪切销冲击力测试子模块和锁紧销冲击力测试子模块；所述剪切销冲击力测试子模块包括内导柱碟簧、压力块、外导柱、压力传感器；剪切销插入转轴法兰和上盖板内，外导柱插入上盖板内，压力块置于在外导柱内的剪切销上，碟簧安装于压力块内，压力传感器置于压力块上；所述锁紧销冲击力测试子模块包括锁紧销、弹簧、S型压力传感器、转接件；锁紧销埋入上盖板中，通过弹簧压紧，S型压力传感器固定安装在弹翼上盖板上，在锁紧销与S型压力传感器之间固定安装转接件。
本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：
1、折叠翼展开机构地面模拟试验装置相比于风洞试验方法成本更低、结构更简单、操作更方便；
2、以机械机构形式模拟气动力，模拟方法具有创新性；
3、该折叠翼展开机构的驱动用电作动筒代替燃料作动筒，用于实现多次重复试验；
4、应用范围广。本发明除可用在折叠翼展开机构外，还可应用于飞行器的翼面、舵面及汽车扰流板等部件的加载模拟试验。
附图说明
图1是本发明整体结构简图；
图2是折叠翼展开机构简图；
图3是气动力模拟加载装置原理图；
图4是剪切销冲击力测试装置图；
图5是锁紧销冲击力测试装置图；
图中：试验台1、支撑块2、脚轮3、螺旋升降机构4、锁紧销5、剪切销6、上盖板7、紧固螺钉8、弹翼转轴9、下底板10、翼面11、电作动筒12、推杆13、模拟墙14、过位挡块15、转轴法兰16、码盘17、测试转轴18、联动销19、弹簧20、滚轮21、滚轮盖22、内导柱碟簧23、压力块24、外导柱25、压力传感器26、转接件27、S型压力传感器28。
具体实施方式
本发明折叠翼展开机构地面模拟装置主要由：支撑平台、折叠翼展开机构、气动升力模拟装置和折叠翼展开性能测试模块四部分组成。折叠翼展开机构和气动升力模拟装置均安装在支撑平台上，气动升力模拟装置安装在折叠翼展开机构与支撑平台之间，折叠翼展开性能测试模块安装在折叠翼展开机构上。
支撑平台由试验台1、脚轮3和螺旋升降机构4组成。试验台1上方安装支撑块2，用来支撑折叠翼展开机构；四个脚轮3和螺旋升降机构4安装在试验台1下方，其中螺旋升降机构4将螺母的转动转化为试验台1的上下移动。
折叠翼展开机构由弹翼11、锁紧销5、剪切销6、上盖板7、紧固螺钉8、弹翼转轴9、下底板10、电作动筒12、推杆13、过位挡块15、转轴法兰16、弹簧20等组成。弹翼转轴9置于上盖板7和下底板10之间，六个紧固螺钉8将弹翼转轴9、上盖板7和下底板10固接起来，弹翼11和转轴法兰16安装在弹翼转轴9上，锁紧销5和剪切销6插入上盖板7内、过位挡块15固装在下底板上，弹簧20置于锁紧销5内。
当电作动筒12接到信号后工作，推动推杆13同时切断剪切销6，推杆13与折叠翼面11相连，使推杆13与翼面11同步运动，翼面展开；当弹翼11展开至90°时，锁紧销5在弹簧20的推动下插入翼面11内，同时固定在下底板10上的过位挡块15挡住弹翼的转动完成弹翼锁定。其中电作动筒12是折叠翼展开机构的驱动装置；剪切销6用于翼面11初始位置固定，展开动作启动后被剪断。
气动力模拟装置由滚轮21、滚轮盖22、模拟墙14组成，如图3，用来模拟折叠翼在展开过程中所受到的气动升力与阻力。两个滚轮盖22对称固接在弹翼11下方，滚轮21置于滚轮盖22内，模拟墙14装于支撑平台1和滚轮21之间，固接在实验平台1上。
在折叠翼面11下方压心处用销钉将滚轮盖22固定住，滚轮21安装在滚轮盖22里，使滚轮21在弹翼展开过程中沿着模拟墙14运动，随着模拟墙14高度的上升而上升，从而实现对翼面变形的模拟。同时，利用滚轮在模拟墙上的滚动摩擦力来模拟折叠翼在展开过程中受到的气动阻力。
折叠翼展开性能测试模块包括剪切销冲击力测试子模块和锁紧销冲击力测试子模块。剪切销6在弹翼展开的过程中主要进行工作前的锁定。当弹翼开始展开时，剪切销被剪断。为多次测量剪切削在剪断时的冲击力，提出如图4所示的测试装置。
剪切销冲击力测试子模块主要包括内导柱碟簧23、压力块24、外导柱25、压力传感器26等。剪切销6插入转轴法兰16和上盖板7内，外导柱25插入上盖板7内，压力块24置于在外导柱25内、剪切销6上，碟簧23安装于压力块24内，压力传感器26置于压力块24上。
电作动筒12刚开始运动时，将推杆13的运动转化为转轴法兰16的旋转运动，从而驱使剪切销6向上运动，剪切销6所受到的冲击力通过内导柱碟簧23、压力块24传递到压力传感器26上，测出冲击力在竖直方向的分力大小，通过压力传感器检测冲击力分力的大小得出剪切销的冲击力F＝f*tanθ。剪切销滑动头部设有滚珠，用以减小在剪切销上升和滑动过程中的摩擦力，使所需测试的冲击力分力与真实数值吻合。
锁紧销冲击力测试子模块主要包括锁紧销5、弹簧20、S型压力传感器27、转接件28等，功能是当弹翼转到工作终止位置时实现对弹翼的自动锁紧。锁紧销5是埋入到上盖板7中，通过弹簧20压紧，当弹翼11展开到位时，弹翼11上预留的圆孔运行至锁紧销5下方，在弹簧20作用下，锁紧销向下运动，插入翼面11中，完成锁定。测量锁紧销冲击力装置结构如图5所示，将S型压力传感器27固定安装在弹翼上盖板7上，在锁紧销5与S型压力传感器27之间设计转接件28，既能实现锁紧销锁定机构的功能，同样能够将冲击力反馈到压力传感器上，在锁紧销滑动头部设有滚珠，减小折叠翼展开过程中锁紧销与转轴法兰的摩擦力。
本发明工作过程如下：
首先电作动筒12接到信号后工作，推动推杆13同时切断剪切销6，推杆13与折叠翼面11相连，使推杆13与翼面11同步运动，翼面展开；当弹翼11展开至到位时，弹翼11上预留的圆孔运行至锁紧销5下方，在弹簧20作用下，锁紧销向下运动，插入翼面11中，同时固定在下底板10上的过位挡块15挡住弹翼的转动完成弹翼锁定。
与此同时，折叠翼面11下方压心处用销钉将滚轮盖22固定住，滚轮21安装在滚轮盖22里，使滚轮21在弹翼展开过程中沿着模拟墙14运动，随着模拟墙14高度的上升而上升，从而实现对翼面变形的模拟。利用滚轮在模拟墙上的滚动摩擦力来模拟折叠翼在展开过程中受到的气动阻力。该模拟方法相比于风洞试验方法成本更低、结构更简单、操作更方便。
在剪切销的冲击力测试过程中，将推杆13的运动转化为转轴法兰16的旋转运动，从而驱使剪切销6向上运动，剪切销6所受到的冲击力通过内导柱碟簧23、压力块24传递到压力传感器26上，测出冲击力在竖直方向的分力大小，通过压力传感器检测冲击力分力的大小得出剪切销的冲击力F＝f*tanθ，该测量方法可用于多次重复测量。在锁紧销锁紧时冲击力测试过程中，将S型压力传感器27固定安装在弹翼上盖板7上，在锁紧销5与S型压力传感器27之间设计转接件28，既能实现锁紧销锁定机构的功能，同样能够将冲击力反馈到压力传感器上，测出锁紧销锁紧时冲击力大小。
Claims (1)
1.一种折叠翼展开机构地面模拟试验装置，其特征在于，它主要由支撑平台、折叠翼展开机构、气动升力模拟装置和折叠翼展开性能测试模块组成；其中，折叠翼展开机构和气动升力模拟装置均安装在支撑平台上，气动升力模拟装置安装在折叠翼展开机构与支撑平台之间，折叠翼展开性能测试模块安装在折叠翼展开机构上；所述支撑平台由试验台(1)、脚轮(3)和螺旋升降机构(4)组成；试验台(1)上方安装支撑块(2)，用来支撑折叠翼展开机构；四个脚轮(3)和螺旋升降机构(4)安装在试验台(1)下方，螺旋升降机构(4)将螺母的转动转化为试验台(1)的上下移动；所述折叠翼展开机构主要由弹翼(11)、锁紧销(5)、剪切销(6)、上盖板(7)、紧固螺钉(8)、弹翼转轴(9)、下底板(10)、电作动筒(12)、推杆(13)、过位挡块(15)、转轴法兰(16)、弹簧(20)组成；弹翼转轴(9)置于上盖板(7)和下底板(10)之间，六个紧固螺钉(8)将弹翼转轴(9)、上盖板(7)和下底板(10)固接，弹翼(11)和转轴法兰(16)安装在弹翼转轴(9)上，锁紧销(5)和剪切销(6)插入上盖板(7)内，过位挡块(15)固装在下底板上，弹簧(20)置于锁紧销(5)内；所述气动升力模拟装置主要由滚轮(21)、滚轮盖(22)、模拟墙(14)组成，两个滚轮盖(22)对称固接在弹翼(11)下方，滚轮(21)置于滚轮盖(22)内，模拟墙(14)固定在试验台(1)上，支撑滚轮(21)；所述折叠翼展开性能测试模块包括剪切销冲击力测试子模块和锁紧销冲击力测试子模块；所述剪切销冲击力测试子模块包括内导柱碟簧(23)、压力块(24)、外导柱(25)、压力传感器(26)；剪切销(6)插入转轴法兰(16)和上盖板(7)内，外导柱(25)插入上盖板(7)内，压力块(24)置于在外导柱(25)内的剪切销(6)上，碟簧(23)安装于压力块(24)内，压力传感器(26)置于压力块(24)上；所述锁紧销冲击力测试子模块包括锁紧销(5)、弹簧(20)、S型压力传感器(27)、转接件(28)；锁紧销(5)埋入上盖板(7)中，通过弹簧(20)压紧，S型压力传感器(27)固定安装在弹翼上盖板(7)上，在锁紧销(5)与S型压力传感器(27)之间固定安装转接件(28)。
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