CN110160894A - 冲击载荷试验系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及冲击载荷试验技术领域，公开了一种冲击载荷试验系统。该系统包括承力梁、弹性绳组件、第一安装组件、舱体模拟件、检测装置、第二安装组件、火工锁、与火工锁连接的火工锁电缆组件、转接工装、与转接工装连接的火工锁连接接口、火工锁连接部件、大底试验件和分离式加热模块，大底试验件通过火工锁连接接口和火工锁连接部件与火工锁连接；分离式加热模块用于对大底试验件进行加热，完成加热并分离到位后火工锁电缆组件点爆火工锁，以使大底试验件与火工锁分离；检测装置用于测量分离过程中的冲击力。由此，能真实模拟飞行时的自由状态和热环境，测量火工锁爆炸分离时飞行器受到的冲击载荷。

Description

冲击载荷试验系统

技术领域

本发明涉及冲击载荷试验技术领域，尤其涉及一种冲击载荷试验系统。

背景技术

随着飞行器飞行的马赫数越来越高，相应的气动加热问题亦越来越严重，其局部最高温度可达1400℃以上，这对地面环境结构热试验也提出了非常高的技术要求。

在地面模拟试验过程中，既需要模拟严酷的热环境，考核飞行器的热防护性能；又需要测量分离过程中的冲击载荷，为飞行器模型修正提供宝贵数据；还需要模拟分离过程的自由状态，确保分离后飞行器与分离大底的速度和姿态可控。

现有冲击载荷试验一般采用固定式结构，且很少在热环境条件下进行试验考核，不能完全模拟自由状态下的分离过程，并且无法真实模拟分离过程中飞行器的姿态和速度进行控制和测量，对分离过程的验证不充分。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术不足，提供了一种冲击载荷试验系统，能够解决上述现有技术中问题。

本发明的技术解决方案：一种冲击载荷试验系统，该系统包括承力梁、弹性绳组件、第一安装组件、舱体模拟件、检测装置、第二安装组件、火工锁、与所述火工锁连接的火工锁电缆组件、转接工装、与所述转接工装连接的火工锁连接接口、火工锁连接部件、大底试验件和分离式加热模块，其中：

所述弹性绳组件通过所述第一安装组件连接在所述承力梁与所述舱体模拟件之间；

所述检测装置通过所述第二安装组件连接在所述舱体模拟件和所述转接工装之间；

所述大底试验件通过火工锁连接接口和所述火工锁连接部件与所述火工锁连接；

所述分离式加热模块用于对所述大底试验件进行加热，在所述分离式加热模块完成加热并分离到位后所述火工锁电缆组件点爆所述火工锁，以使所述大底试验件与所述火工锁分离；

所述检测装置用于测量所述大底试验件与所述火工锁分离过程中产生的冲击力。

优选地，该系统还包括隔热毡和缓冲装置，所述大底试验件与所述火工锁分离后落至所述隔热毡和所述缓冲装置。

优选地，该系统还包括安装在所述转接工装上的气冷组件，用于对所述火工锁进行冷却。

优选地，所述第一安装组件包括加载板、第一连接双耳和第二连接双耳，所述加载板安装在所述承力梁上，所述第一连接双耳安装在所述加载板上，所述弹性绳组件连接在所述第一连接双耳和所述第二连接双耳之间，所述舱体模拟件与所述第二连接双耳连接。

优选地，所述第二安装组件包括第一转接板、第一传感器衬套、第一转接螺柱、第二转接螺柱、第二传感器衬套和第二转接板，所述第一转接板与所述舱体模拟件连接，所述第一转接螺柱、所述第一传感器衬套、所述检测装置、所述第二转接螺柱、所述第二传感器衬套和所述第二转接板依次安装在所述第一转接板上。

优选地，所述火工锁连接接口包括相互连接的第一火工锁连接件和第二火工锁连接件，所述第一火工锁连接件与所述火工锁螺纹配合连接，所述转接工装与所述第一火工锁连接件和所述第二转接板连接，所述大底试验件与所述第二火工锁连接件连接。

优选地，所述火工锁连接部件为火工锁连接螺母，所述大底试验件具有使所述火工锁一端伸出的开口，所述火工锁连接螺母与所述火工锁伸出的一端螺纹配合连接。

优选地，该系统还包括第三安装组件，所述第三安装组件包括安装衬套和支撑接口，所述安装衬套设置在所述大底试验件与所述第二火工锁连接件之间，且具有与所述大底试验件的开口对应的开口，所述支撑接口与所述大底试验件连接。

优选地，所述弹性绳组件为橡皮绳组件。

优选地，检测装置为冲击力传感器。

通过上述技术方案，针对飞行器在分离过程中所受到的复杂环境，能够真实模拟飞行时的自由状态和热环境，测量火工锁爆炸分离时飞行器受到的冲击载荷，为试验模型修正和装药量提供依据。并且，具有结构安装简便、模拟试验过程能够真实反映真实的试验过程、可进行不同量级的分离试验的优点，为模型修改和火工锁的装药量提供数据支撑，并且试验件及其配套装置可以重复使用，节约试验成本。

附图说明

所包括的附图用来提供对本发明实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本发明的实施例，并与文字描述一起来阐释本发明的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种实施例提供的一种冲击载荷试验系统的示意图；以及

图2为本发明另一种实施例提供的一种冲击载荷试验系统的示意图。

附图标记说明

1 承力梁； 2 加载板； 3 第一连接双耳； 4 弹性绳组件；

5 第二连接双耳； 6 舱体模拟件； 7 第一转接板；

8 第一传感器衬套； 9 第一转接螺柱； 10 检测装置；

11 第二转接螺柱； 12 第二传感器衬套； 13 第二转接板；

14 火工锁电缆组件； 15 气冷组件； 16转接工装； 17 火工锁；

18 第一火工锁连接件； 19 第二火工锁连接件； 20 安装衬套；

21 火工锁连接部件； 22 支撑接口； 23 大底试验件；

24 分离式加热模块； 25 隔热毡； 26 缓冲装置。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的具体实施例进行详细说明。在下面的描述中，出于解释而非限制性的目的，阐述了具体细节，以帮助全面地理解本发明。然而，对本领域技术人员来说显而易见的是，也可以在脱离了这些具体细节的其它实施例中实践本发明。

在此需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的设备结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。

图1为本发明一种实施例提供的一种冲击载荷试验系统的示意图。

图2为本发明另一种实施例提供的一种冲击载荷试验系统的示意图。

其中，图1是大底试验件分离前冲击载荷试验系统的示意图，图2是大底试验件分离后冲击载荷试验系统的示意图。

举例来讲，该系统可以应用于热环境条件下冲击载荷试验，通过地面试验模拟飞行时的自由状态和热环境，测量不同火工锁装药量下分离时飞行器受到的冲击载荷。

如图1和2所示，本发明实施例提供的一种冲击载荷试验系统可以包括承力梁1、弹性绳组件4、第一安装组件、舱体模拟件6、检测装置10、第二安装组件、火工锁17、与所述火工锁17连接的火工锁电缆组件14、转接工装16、与所述转接工装16连接的火工锁连接接口、火工锁连接部件21、大底试验件23和分离式加热模块24，其中：

所述弹性绳组件4通过所述第一安装组件连接在所述承力梁1与所述舱体模拟件6之间；

由此，可以通过弹性绳组件4将舱体模拟件6吊装在承力梁上，以使舱体模拟件6处于自由状态。

所述检测装置10通过所述第二安装组件连接在所述舱体模拟件6和所述转接工装16之间；

所述大底试验件23通过火工锁连接接口和所述火工锁连接部件21与所述火工锁17连接；

举例来讲，所述大底试验件23可以位于所述火工锁17的正下方。所述大底试验件23例如可以指具有大底面的试验件，例如类似于锅底弧面的试验件。并且，所述大底试验件23为骨架结构，外部敷设隔热材料，分离试验完成后与火工锁17分离。

所述分离式加热模块24用于对所述大底试验件23进行加热，在所述分离式加热模块24完成加热并分离到位后所述火工锁电缆组件14点爆所述火工锁17，以使所述大底试验件23与所述火工锁17分离；

如图1所示，分离式加热模块24需要分离时，可以从中部断开向两侧分离，以为大底试验件的分离提供空间条件。本领域技术人员应当理解，图1仅仅是示例性的，并非用于限定本发明。

举例来讲，分离式加热模块24可以设置在大底试验件23的正下方，且分离式加热模块24和大底试验件23之间的距离可调节。

也就是，如图2所示，加热完成后，分离式加热模块可以自动撤离(在图2中未示出分离后的分离式加热模块)，通过火工锁的点爆，可以实现大底试验件分离。

所述检测装置10用于测量所述大底试验件23与所述火工锁17分离过程中产生的冲击力。

其中，舱体模拟件6的质量、质心以及转动惯量等参数与真实飞行器的参数一致。可以通过转接工装16上的电缆安装孔使火工锁电缆组件14与火工锁17连接。通过所述火工锁连接接口可以将所述转接工装16与所述大底试验件23连接。

通过上述技术方案，针对飞行器在分离过程中所受到的复杂环境，能够真实模拟飞行时的自由状态和热环境，测量火工锁爆炸分离时飞行器受到的冲击载荷，为试验模型修正和装药量提供依据。并且，具有结构安装简便、模拟试验过程能够真实反映真实的试验过程、可进行不同量级的分离试验的优点，为模型修改和火工锁的装药量提供数据支撑，并且试验件及其配套装置可以重复使用，节约试验成本。

举例来讲，可以预先对分离式加热模块设定加热温度曲线，分离式加热模块根据加热温度曲线执行对大底试验件的加热操作。通过改变加热温度曲线，可实现不同温度、不同量级的试验。对于加热温度曲线的设定，本领域技术人员可以根据实际情况进行设定，本发明不对此进行限定。

根据本发明一种实施例，该系统还可以包括隔热毡25和缓冲装置26，所述大底试验件23与所述火工锁17分离后落至所述隔热毡25和所述缓冲装置26。

其中，所述缓冲装置26可以为大底随形缓冲装置，即，形状与大底试验件基本一致的缓冲装置。

由此，大底试验件分离后可以落入铺上了隔热毡的大底随形缓冲装置，实现对大底试验件的保护。其中，隔热毡可以实现隔热作用，防止大底试验件携带的热量对缓冲装置造成损害。

根据本发明一种实施例，该系统还可以包括安装在所述转接工装16上的气冷组件15，用于对所述火工锁17进行冷却。

举例来讲，在大底试验件23处于热环境的条件下，通过设置气冷组件15对火工锁17根部进行冷却，控制火工锁17的局部温度例如不超过70℃。

根据本发明一种实施例，所述第一安装组件可以包括加载板2、第一连接双耳3和第二连接双耳5，所述加载板2安装在所述承力梁1上，所述第一连接双耳3安装在所述加载板2上，所述弹性绳组件4连接在所述第一连接双耳3和所述第二连接双耳5之间(即，通过第一连接双耳3和第二连接双耳5将橡所述弹性绳组件4连接)，所述舱体模拟件6与所述第二连接双耳5连接(例如，所述舱体模拟件6可以通过螺钉与所述第二连接双耳5连接)。

由此，可以实现舱体模拟件的自由状态安装。

根据本发明一种实施例，所述第二安装组件可以包括第一转接板7、第一传感器衬套8、第一转接螺柱9、第二转接螺柱11、第二传感器衬套12和第二转接板13，所述第一转接板7与所述舱体模拟件6连接(例如，所述第一转接板7可以通过螺栓与所述舱体模拟件6连接)，所述第一转接螺柱9、所述第一传感器衬套8、所述检测装置10、所述第二转接螺柱11、所述第二传感器衬套12和所述第二转接板13依次安装在所述第一转接板7上。

通过设置第一传感器衬套8和第二传感器衬套12，可以保证大底试验件23分离过程中产生的冲击力完全被检测装置10测量，完成冲击力的采集。

根据本发明一种实施例，所述火工锁连接接口可以包括相互连接的第一火工锁连接件18和第二火工锁连接件19，所述第一火工锁连接件18与所述火工锁17螺纹配合连接，所述转接工装16与所述第一火工锁连接件18和所述第二转接板13连接，所述大底试验件23与所述第二火工锁连接件19连接。

第二火工锁连接件19可以与所述火工锁17之间存在预定空隙。即，第二火工锁连接件19与所述火工锁17之间不接触。

根据本发明一种实施例，所述火工锁连接部件21可以为火工锁连接螺母，所述大底试验件23具有使所述火工锁17一端伸出的开口，所述火工锁连接螺母与所述火工锁17伸出的一端螺纹配合连接。

其中，火工锁连接螺母21的预紧力可以通过预紧力扳手施加，从而实现大底试验件23与火工锁17的固定连接。

根据本发明一种实施例，该系统还可以包括第三安装组件，所述第三安装组件包括安装衬套20和支撑接口22，所述安装衬套20设置在所述大底试验件23与所述第二火工锁连接件19之间(即，所述安装衬套20安装在第二火工锁连接件19上，所述大底试验件23安装在所述安装衬套20内)，且所述安装衬套20具有与所述大底试验件23的开口对应的开口(以使所述火工锁17的一端能够从开口伸出，进而与大底试验件23连接)，所述支撑接口22与所述大底试验件23连接。

通过设置支撑接口22，可以实现对大底试验件23的支撑，使得该系统在例如地面上放置时保护大底试验件23不与地面接触。

根据本发明一种实施例，所述弹性绳组件4可以为橡皮绳组件。所述检测装置10可以为冲击力传感器。

可以对分离过程产生的冲击力传感器的冲击载荷实时记录存储，为试验模型修正和装药量提供依据。

在本发明实施例中，可以通过配重和测试保证各部件总质量、质心与正式飞行器舱体一致。具体的配重和测试方法可以采用现有技术中已有的方法，本发明在此不再赘述。

根据本发明一种实施例，本发明所述的系统还可以设置数据采集设备，用于监测大底试验件23和火工锁17根部的温度值以及监测冲击力传感器的载荷值。

如上针对一种实施例描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施例中使用，和/或与其它实施例中的特征相结合或替代其它实施例中的特征使用。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤、组件或其组合的存在或附加。

本发明以上的系统可以由硬件实现，也可以由硬件结合软件实现。本发明涉及这样的计算机可读程序，当该程序被逻辑部件所执行时，能够使该逻辑部件实现上文所述的装置或构成部件，或使该逻辑部件实现上文所述的各种方法或步骤。本发明还涉及用于存储以上程序的存储介质，如硬盘、磁盘、光盘、DVD、flash存储器等。

这些实施例的许多特征和优点根据该详细描述是清楚的，因此所附权利要求旨在覆盖这些实施例的落入其真实精神和范围内的所有这些特征和优点。此外，由于本领域的技术人员容易想到很多修改和改变，因此不是要将本发明的实施例限于所例示和描述的精确结构和操作，而是可以涵盖落入其范围内的所有合适修改和等同物。

本发明未详细说明部分为本领域技术人员公知技术。

Claims (10)

1.一种冲击载荷试验系统，其特征在于，该系统包括承力梁(1)、弹性绳组件(4)、第一安装组件、舱体模拟件(6)、检测装置(10)、第二安装组件、火工锁(17)、与所述火工锁(17)连接的火工锁电缆组件(14)、转接工装(16)、与所述转接工装(16)连接的火工锁连接接口、火工锁连接部件(21)、大底试验件(23)和分离式加热模块(24)，其中：

所述弹性绳组件(4)通过所述第一安装组件连接在所述承力梁(1)与所述舱体模拟件(6)之间；

所述检测装置(10)通过所述第二安装组件连接在所述舱体模拟件(6)和所述转接工装(16)之间；

所述大底试验件(23)通过火工锁连接接口和所述火工锁连接部件(21)与所述火工锁(17)连接；

所述分离式加热模块(24)用于对所述大底试验件(23)进行加热，在所述分离式加热模块(24)完成加热并分离到位后所述火工锁电缆组件(14)点爆所述火工锁(17)，以使所述大底试验件(23)与所述火工锁(17)分离；

所述检测装置(10)用于测量所述大底试验件(23)与所述火工锁(17)分离过程中产生的冲击力。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，该系统还包括隔热毡(25)和缓冲装置(26)，所述大底试验件(23)与所述火工锁(17)分离后落至所述隔热毡(25)和所述缓冲装置(26)。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，该系统还包括安装在所述转接工装(16)上的气冷组件(15)，用于对所述火工锁(17)进行冷却。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述第一安装组件包括加载板(2)、第一连接双耳(3)和第二连接双耳(5)，所述加载板(2)安装在所述承力梁(1)上，所述第一连接双耳(3)安装在所述加载板(2)上，所述弹性绳组件(4)连接在所述第一连接双耳(3)和所述第二连接双耳(5)之间，所述舱体模拟件(6)与所述第二连接双耳(5)连接。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述第二安装组件包括第一转接板(7)、第一传感器衬套(8)、第一转接螺柱(9)、第二转接螺柱(11)、第二传感器衬套(12)和第二转接板(13)，所述第一转接板(7)与所述舱体模拟件(6)连接，所述第一转接螺柱(9)、所述第一传感器衬套(8)、所述检测装置(10)、所述第二转接螺柱(11)、所述第二传感器衬套(12)和所述第二转接板(13)依次安装在所述第一转接板(7)上。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述火工锁连接接口包括相互连接的第一火工锁连接件(18)和第二火工锁连接件(19)，所述第一火工锁连接件(18)与所述火工锁(17)螺纹配合连接，所述转接工装(16)与所述第一火工锁连接件(18)和所述第二转接板(13)连接，所述大底试验件(23)与所述第二火工锁连接件(19)连接。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述火工锁连接部件(21)为火工锁连接螺母，所述大底试验件(23)具有使所述火工锁(17)一端伸出的开口，所述火工锁连接螺母与所述火工锁(17)伸出的一端螺纹配合连接。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，该系统还包括第三安装组件，所述第三安装组件包括安装衬套(20)和支撑接口(22)，所述安装衬套(20)设置在所述大底试验件(23)与所述第二火工锁连接件(19)之间，且具有与所述大底试验件(23)的开口对应的开口，所述支撑接口(22)与所述大底试验件(23)连接。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的系统，其特征在于，所述弹性绳组件(4)为橡皮绳组件。

10.根据权利要求1-8中任一项所述的系统，其特征在于，检测装置(10)为冲击力传感器。