CN106644347B - 一种着陆器起落装置落震试验装置及试验方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种着陆器起落装置落震试验装置及试验方法，包括提升系统、落震系统、载荷采集系统和台架系统，提升系统固定于台架系统上，落震系统设于台架系统上并可竖直滑动，载荷采集系统设于落震系统下方；调整落震系统中的着陆支腿的着陆姿态，并固定该着陆姿态，将落震系统提升到预定高度，落震系统在重力作用下沿滑动支柱自由下滑，使着陆支腿上的足垫与六维测力平台接触来模拟着陆器与地面的碰撞过程，并记录数据。本发明结构简单，结构重量较小，试验测量精度高。
Description
技术领域：
本发明涉及一种着陆器起落装置落震试验装置及试验方法。
背景技术：
起落装置落震试验是模拟飞行器着陆撞击的一种动力学试验，为了使飞行器在着陆撞击过程中结构部件不超载，起落装置须有效地吸收着陆撞击产生的能量，落震试验就是要验证起落装置缓冲系统在满足吸收功量的同时，起落装置过载和使用行程等技术指标是否满足设计要求，以及结构能否达到预期的强度和刚度。
常见的落震试验台为立柱式，主要有立柱框架、吊篮、起落装置系统，收放机构、运动导向机构、地面冲击平台等组成。其中吊篮主要起模拟飞行器当量质量、作为起落装置安装载体等作用。
传统的起落装置落震试验台的设计对象多为飞机支柱式起落架，其落震着陆点在试验过程中不会发生较大的位移，这样接地点位置与重心位置能够较好的重合；且吊篮重量能够较好的模拟飞机起落架安装点处的当量质量。传统飞机起落架落震试验台结构形式，如专利ZL201010579470.X公开的一种起落架姿态调节方法简单的落震试验台；专利ZL201520204254.5公开的一种具有可控速带转机构的起落架落震试验台；专利ZL200910030808.3公开的一种用于起落架落震试验的扣杯式吊篮，都采用四根滑动支柱为主体结构，吊篮为复杂桁架矩形四边结构，新型专利都在传统试验台基础上对结构进行了改型。
现有如图6所示的起落装置，采用了沿着陆器中心轴对称布置的四腿起落装置。这种四腿着陆器起落装置的缓冲性能通常采用对称1/4着陆器模型进行落震试验验证。这种1/4着陆器模型不同于传统支柱式起落架结构，其结构外伸量较大，而着陆器重心位置和起落装置接地点的相对位置在缓冲过程中会发生偏移，且偏移量较大，会对着陆器重心产生较大的翻转力矩。对于这种1/4着陆器模型起落装置的落震试验使用传统落震试验台有以下几个方面存在不足之处：
1)吊篮与滑动支柱接触力较大：大外伸量对吊篮系统产生较大的翻转力矩，传统的起落装置落震试验台吊篮与滑动支柱的连接方式主要采用衬套式和滚轮式。在吊篮存在较大翻转力矩的情况下，衬套与滑动支柱表面摩擦力较大，吊篮下落加速度较小，导致加速过程的滑动距离要求增大，且摩擦力较大会对落震试验效果造成不利影响；滚轮与滑动支柱间有较大间隙，使翻转力矩对结构造成的冲击加大，吊篮姿态角变化较大，以及吊篮支持刚度较小，都难以满足试验要求。且传统起落装置落震台吊篮与四支柱连接点位于同一水平面上，若不考虑装配间隙，结构属于超静定结构，滑动支柱支持力求解复杂；
2)吊篮结构刚度不足：上述产生的翻转力矩会在吊篮结构中产生较大的内力，导致吊篮结构等效刚度相对较小，对落震试验结果造成不利影响；
3)吊篮基础结构重量大：为满足刚度需求，传统起落架落震试验台只能通过加强吊篮的方法以提高其结构刚度，从而导致其重量增大。着陆器质量较小，而其起落装置外伸尺寸较大，使得吊篮本身结构复杂，质量较大，难以满足1/4着陆器模型的投放质量要求。
因此，确有必要对现有技术进行改进以解决现有技术之不足。
发明内容：
本发明是为了解决上述现有技术存在的问题而提供一种着陆器起落装置落震试验装置及试验方法。
本发明采用如下技术方案：一种着陆器起落装置落震试验装置，包括提升系统、落震系统、载荷采集系统和台架系统，所述提升系统固定于台架系统上，落震系统设于台架系统上并可竖直滑动，载荷采集系统设于落震系统下方；
所述台架系统包括承力墙、滑轨固定支座和滑动支柱，两根滑动支柱通过滑轨固定支座竖直固定在承力墙上；
所述载荷采集系统包括地轨、垫高台和六维测力平台，地轨设于承力墙一侧，垫高台设于地轨上，六维测力平台固定在垫高台上；
所述落震系统包括着陆支腿、足垫、直线滚珠轴承、轴承固定套、固定耳片和舱体模拟支架，四个直线滚珠轴承两两为一组分别滑动连接在两滑动支柱上，直线滚珠轴承通过轴承固定套连接于舱体模拟支架上，三根着陆支腿的一端铰接于三块固定耳片上，固定耳片固定于舱体模拟支架上；
所述提升系统包括电动葫芦安装架和电动葫芦，电动葫芦安装架固定于承力墙的顶端，电动葫芦设于电动葫芦安装架上。
进一步地，所述舱体模拟支架包括横杆、立杆、安装杆、支撑杆和配重片，两所述横杆相互平行设置，两立杆固定于两横杆之间，安装杆固定于横杆上，支撑杆的上下两端分别固定于安装杆上和横杆上。
进一步地，所述固定耳片包括第一固定板、第二固定板、第一紧固螺栓和铰接台，所述第一固定板和第二固定板相互平行设置，且两者之间形成有第一安装调整间隙，第一紧固螺栓穿接于第一固定板和第二固定板上，铰接台固定于第二固定板上。
进一步地，所述轴承固定套包括套体、第二紧固螺栓、第三固定板和第四固定板，所述第三固定板和第四固定板相互平行设置，且两者之间形成有第二安装调整间隙，第二紧固螺栓穿接于第三固定板和第四固定板上，套体固定于第四固定板上。
本发明还采用如下技术方案：一种着陆器起落装置落震试验方法，包括如下步骤：
1)检查试验装置状态正常后，调整落震系统中的着陆支腿的着陆姿态，并固定该着陆姿态，将落震系统提升到预定高度，落震系统在重力作用下沿滑动支柱自由下滑，使着陆支腿上的足垫与六维测力平台接触来模拟着陆器与地面的碰撞过程，并记录数据；
2)检查试验装置的工作状态，更换落震系统中的着陆支腿的着陆姿态，并固定该着陆姿态；
3)重复步骤1继续试验。
本发明具有如下有益效果：
1)两根滑动支柱的布置形式能够以较小的内力平衡落震试验中着陆器与地面撞击力产生的翻转力矩，且支持力计算简单；
2)采用直线滚珠轴承的滑移形式能够减小结构配合的间隙，提高了试验测量精度，能够较好模拟1/4着陆器模型落震情况；
3)落震系统整体结构简单，结构重量较小，满足1/4着陆器模型起落装置落震试验轻落震当量质量的落震试验要求。
附图说明：
图1为本发明主视图。
图2为本发明左视图。
图3为本发明中落震系统的三维结构图。
图4为本发明中落震系统的平面结构图。
图5为本发明中固定耳片的结构图。
图6为现有技术中着陆器起落装置的结构图。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
如图1至图5所示，本发明着陆器起落装置落震试验装置，包括提升系统100、落震系统200、载荷采集系统300和台架系统400，提升系统100固定于台架系统400上，落震系统200设于台架系统400上并可竖直滑动，载荷采集系统300设于落震系统200下方。
本发明中的台架系统400包括承力墙2、滑轨固定支座3和滑动支柱4，两根滑动支柱4通过滑轨固定支座3竖直固定在承力墙2上。
载荷采集系统300包括地轨5、垫高台6和六维测力平台7，地轨5设于承力墙2一侧，垫高台6设于地轨5上，六维测力平台7固定在垫高台6上。
落震系统200包括着陆支腿81、足垫82、直线滚珠轴承9、轴承固定套10、固定耳片11和舱体模拟支架12，四个直线滚珠轴承9两两为一组分别滑动连接在两滑动支柱4上，直线滚珠轴承9通过轴承固定套10连接于舱体模拟支架12上，三根着陆支腿81的一端铰接于三块固定耳片11上，固定耳片11固定于舱体模拟支架12上。
提升系统100包括电动葫芦安装架1和电动葫芦13，电动葫芦安装架1固定于承力墙2的顶端，电动葫芦13设于电动葫芦安装架1上。
本发明中的舱体模拟支架12包括横杆121、立杆122、安装杆123、支撑杆124和配重片125，两横杆121相互平行设置，两立杆122固定于两横杆121之间，安装杆123固定于上端的横杆121上，支撑杆124的上下两端分别固定于安装杆123上和下端的横杆121上。
为便于调节着陆支腿81在舱体模拟支架12上的姿态，固定耳片11包括第一固定板111、第二固定板112、第一紧固螺栓113和铰接台114，第一固定板111和第二固定板112相互平行设置，且两者之间形成有第一安装调整间隙115，第一紧固螺栓113穿接于第一固定板111和第二固定板112上，铰接台114固定于第二固定板112上。在安装固定耳片11时，舱体模拟支架12对应设于固定耳片11的第一安装调整间隙115内，拧紧第一紧固螺栓113，安装固定耳片11。
本发明中的固定耳片11结构简单、安装位置方便调节，针对着陆器起落装置各安装点空间位置复杂的特点，可以轻易实现着陆支腿姿态变换。固定耳片11连接的方式允许着陆支腿安装点在较大的范围内移动，对于安装点位置相近的着陆支腿可采用结构相似的舱体模拟支架，从而降低试验成本和缩短试验准备时间。
轴承固定套10包括套体101、第二紧固螺栓102、第三固定板103和第四固定板104，第三固定板103和第四固定板104相互平行设置，且两者之间形成有第二安装调整间隙，第二紧固螺栓102穿接于第三固定板103和第四固定板104上，套体101固定于第四固定板104上。轴承固定套10在舱体模拟支架12上的安装方式与固定耳片11在舱体模拟支架12上的安装方式相同。
本发明落震系统的重心位置靠近直线滚珠轴承9，和真实1/4着陆器模型情况接近，通过调节配重片125质量使落震系统的质量达到落震试验投放质量的要求，且调节配重片125在舱体模拟支架上的位置可以模拟着陆器真实重心位置。
本发明着陆器起落装置落震试验方法，包括如下步骤：
1)检查试验装置状态正常后，调整落震系统中的着陆支腿的着陆姿态，并固定该着陆姿态，将落震系统提升到预定高度，落震系统在重力作用下沿滑动支柱自由下滑，使着陆支腿上的足垫与六维测力平台接触来模拟着陆器与地面的碰撞过程，并记录数据；
2)检查试验装置的工作状态，更换落震系统中的着陆支腿的着陆姿态，并固定该着陆姿态；
3)重复步骤1继续试验。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种着陆器起落装置落震试验装置，其特征在于：包括提升系统（100）、落震系统（200）、载荷采集系统（300）和台架系统（400），所述提升系统（100）固定于台架系统（400）上，落震系统（200）设于台架系统（400）上并可竖直滑动，载荷采集系统（300）设于落震系统（200）下方；
所述台架系统（400）包括承力墙（2）、滑轨固定支座（3）和滑动支柱（4），两根滑动支柱（4）通过滑轨固定支座（3）竖直固定在承力墙（2）上；
所述载荷采集系统（300）包括地轨（5）、垫高台（6）和六维测力平台（7），地轨（5）设于承力墙（2）一侧，垫高台（6）设于地轨（5）上，六维测力平台（7）固定在垫高台（6）上；
所述落震系统（200）包括着陆支腿（81）、足垫（82）、直线滚珠轴承（9）、轴承固定套（10）、固定耳片（11）和舱体模拟支架（12），四个直线滚珠轴承（9）两两为一组分别滑动连接在两滑动支柱（4）上，直线滚珠轴承（9）通过轴承固定套（10）连接于舱体模拟支架（12）上，三根着陆支腿（81）的一端铰接于三块固定耳片（11）上，固定耳片（11）固定于舱体模拟支架（12）上；
所述提升系统（100）包括电动葫芦安装架（1）和电动葫芦（13），电动葫芦安装架（1）固定于承力墙（2）的顶端，电动葫芦（13）设于电动葫芦安装架（1）上。
2.如权利要求1所述的着陆器起落装置落震试验装置，其特征在于：所述舱体模拟支架（12）包括横杆（121）、立杆（122）、安装杆（123）、支撑杆（124）和配重片（125），两所述横杆（121）相互平行设置，两立杆（122）固定于两横杆（121）之间，安装杆（123）固定于横杆（121）上，支撑杆（124）的上下两端分别固定于安装杆（123）上和横杆（121）上。
3.如权利要求2所述的着陆器起落装置落震试验装置，其特征在于：所述固定耳片（11）包括第一固定板（111）、第二固定板（112）、第一紧固螺栓（113）和铰接台（114），所述第一固定板（111）和第二固定板（112）相互平行设置，且两者之间形成有第一安装调整间隙（115），第一紧固螺栓（113）穿接于第一固定板（111）和第二固定板（112）上，铰接台（114）固定于第二固定板（112）上。
4.如权利要求2所述的着陆器起落装置落震试验装置，其特征在于：所述轴承固定套（10）包括套体（101）、第二紧固螺栓（102）、第三固定板（103）和第四固定板（104），所述第三固定板（103）和第四固定板（104）相互平行设置，且两者之间形成有第二安装调整间隙，第二紧固螺栓（102）穿接于第三固定板（103）和第四固定板（104）上，套体（101）固定于第四固定板（104）上。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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