CN110207961B - 一种对狭小空间内部位置准确打击的空气炮试验装置及试验方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种对狭小空间内部位置准确打击的空气炮试验装置及试验方法，包括空气炮炮管及位于空气炮炮管内的弹托，所述空气炮炮管包括细长的插入管，该插入管的前端为弹托发射出口，插入管为细长形，能够在不影响弹丸飞出速度的前提下，将炮口深入狭小的空间，实现了在狭小空间内对整体叶盘叶片的准确打击。弹托采用尼龙材料以降低弹托的质量，使弹托对叶片造成的损伤和影响越小。该空气炮试验装置能够提高对狭小空间内的被测叶片的试验精度。

Description

一种对狭小空间内部位置准确打击的空气炮试验装置及试验 方法

技术领域

本发明涉及空气炮技术领域。

背景技术

航空发动机工作时会不可避免地吸入外来的细小硬物，对风扇或压气机叶片造成损伤，这种现象被称作外物损伤(FOD)，损伤后的叶片疲劳强度出现明显下降，可能会引起严重的飞行事故。为研究外物损伤对叶片疲劳强度的影响规律，近年来，国内外许多学者开展了实验室模拟外物损伤的相关工作，现阶段应用最为广泛的方法是使用空气炮发射硬物来模拟航空发动机叶片外物冲击损伤。由于空气炮炮膛的尺寸固定，为了模拟不同形状、不同尺寸的硬物造成的外物损伤，空气炮试验系统采用弹托承载硬物。

如公开号为CN103673756A的中国专利申请，其中公开了弹托的技术手段。为了防止弹托冲击，造成试验件的附加损伤，在空气炮炮口处设置固支刚性的弹托分离器，借助分离器与弹托刚性碰撞来实现弹托与弹丸分离，这样的碰撞过程会导致弹丸飞出炮口时发生偏移，影响冲击效果。且这种刚性碰撞，会对分离器及炮管造成损伤。此外，传统的空气炮由于炮口存在分离器，对于狭小空间内部(如整体叶盘中由于叶片的扭角以及空间位置重叠形成的狭小区域)位置的冲击损伤，会使得炮口难以深入该区域，造成炮口距离预计的损伤位置比较远，出现击打的位置不精确的情况。为了避免分离器的上述缺陷，因此需要设计一种无需使用分离器且能在狭小空间内实现准确打击的外物损伤装置。

发明内容

发明目的：本发明提供一种无需使用分离器且能后在狭小空间内实现准确打击的空气炮试验装置。

本发明同时提供了该种试验装置的试验方法。

技术方案：为实现上述目的，本发明可采用以下技术方案：

一种对狭小空间内部位置准确打击的空气炮试验装置，包括空气炮炮管及位于空气炮炮管内的弹托，所述空气炮炮管包括炮管主体及自炮管主体前端延伸的插入管，该插入管与炮管主体同轴，该插入管的前端为弹托发射出口，插入管为细长形，且插入管的外径小于炮管主体的外径；所述弹托的前端设有向内凹设且用以容纳弹丸的前端孔，单位的尾端设有向内凹设的镂空开槽；所述弹托为尼龙材料制成。

有益效果：本发明中，插入管的细长设计，能够在不影响弹丸飞出速度的前提下，将炮口深入狭小的空间(如整体叶盘中由于叶片的扭角以及空间位置重叠形成的狭小区域)内，发射出口距离叶片越近，瞄准的越精确，准确击打叶盘叶片的可能性也就越大。故，与传统空气炮相比，本发明提供的空气炮试验装置在保证试验的安全性的情况下，实现了在狭小空间内对整体叶盘叶片的准确打击。

同时，为了使用可以直接发射出的弹托，弹托的质量需要变小，故采用尼龙材料以降低弹托的质量，同时，弹托的尾端采用了镂空的结构设计，进一步减轻了弹托的质量。弹托的质量越轻，在最终高速撞击叶片的情况下，弹托对叶片造成的损伤和影响越小。发明的如此质量的轻质尼龙弹托即使在高速的情况下，对叶片几乎产生不了任何的损伤或者影响，所以无论是从试验的操作性还是从试验过程中误差的控制来说，本发明设计使用轻质尼龙材料并且底部镂空的弹托，是要优于传统空气炮中使用分离器进行弹托与弹体分离这种设计的。

本发明提供的试验方法采用以下技术方案：

在弹托的前端孔内放置弹丸，弹托位于空气炮炮管中，将插入管插入至整体叶盘的狭小内部空间中后发射弹托，弹托自插入管射出后直接撞击被测物，弹丸再从弹托内脱离二次撞击被测物

所述整体叶盘的狭小内部空间为叶片的扭角以及整体叶盘中空间位置重叠形成的区域。

附图说明

图1为本发明中空气炮炮管的结构示意图。

图2为本发明中弹托的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中技术方案进行完整、清楚地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请结合图1所示，本发明提供一种对狭小空间内部位置准确打击的空气炮试验装置，包括空气炮炮管1及位于空气炮炮管内的弹托2。所述空气炮炮管包括炮管主体11及自炮管主体11前端延伸的插入管12，该插入管12与炮管主体11同轴，该插入管12的前端为弹托发射出口13，插入管12为细长形，且插入管12的外径小于炮管主体11的外径。细长形的插入管12能够插入到较狭小的空间中。所述空气炮炮管的后端设有螺纹段14，该螺纹段14的外围设有外螺纹。所述的螺纹段14是用来与操作者使用的空气炮气源出口管(未图示)相连接，使用螺纹设计，使设计的空气炮试验装置与试验所用的空气炮气源部分连接稳固，提升试验的安全性。所述炮管主体11上还设有夹持段15，该夹持段15为位于空气炮炮管两侧的两个相互平行的平台。夹持段15设计平台的目的是方便试验者能使用扳手将螺纹旋紧，使得螺纹段14与试验所用的空气炮气源部连接更加稳固，进一步提升试验的安全性。

该空气炮试验装置不设置弹托分离器。弹托2直接从插入管12的发射出口13发射出。所述弹托2的前端设有向内凹设且用以容纳弹丸的前端孔21，单位的尾端设有向内凹设的镂空开槽22。所述前端孔21为半球形状或者针孔状，以能够放置不同类型的弹丸。所述弹托为尼龙材料制成，以降低弹托的质量，同时，弹托的尾端采用了镂空的结构设计，进一步减轻了弹托的质量。弹托的质量越轻，在最终高速撞击叶片的情况下，弹托对叶片造成的损伤和影响越小。同时，尼龙材料机械强度高，韧性好，对冲击的吸收能力强，耐疲劳性能突出，表面光滑，摩擦系数小，耐磨，耐腐蚀，质量更轻，所制成的弹托也都具备了这些特性，在实际使用中更加耐用，而且在经过炮管的加速过程中，损失的能量越少，弹体最终与叶片的撞击速度与计算值更加接近，使得试验误差更小。

而本实施例中提供的空气炮试验装置的试验方法为，在弹托2的前端孔21内放置弹丸(未图示)，弹托2位于空气炮炮管1中，将插入管12插入至整体叶盘的狭小内部空间(未图示)中后发射弹托2，弹托2自插入管12射出后直接撞击被测物，弹丸2再从弹托内脱离二次撞击被测物。所述整体叶盘的狭小内部空间为叶片的扭角以及整体叶盘中空间位置重叠形成的区域。插入管12的发射出口13距离叶片越近，瞄准的越精确，准确击打叶盘叶片的可能性也就越大。故，与传统空气炮相比，本发明提供的空气炮试验装置在保证试验的安全性的情况下，实现了在狭小空间内对整体叶盘叶片的准确打击。而由于该方案中没有弹托分离器，避免了现有技术中弹托分离器与弹托相撞造成的弹体偏离试验者所规划的轨迹的现象，进一步提高了试验精确度，减小数据误差。

Claims (6)

1.一种对狭小空间内部位置准确打击的空气炮试验装置的试验方法，包括空气炮炮管及位于空气炮炮管内的弹托，其特征在于，所述空气炮炮管包括炮管主体及自炮管主体前端延伸的插入管，该插入管与炮管主体同轴，该插入管的前端为弹托发射出口，插入管为细长形，且插入管的外径小于炮管主体的外径；

所述弹托的前端设有向内凹设且用以容纳弹丸的前端孔，弹托的尾端设有向内凹设的镂空开槽；所述弹托为尼龙材料制成；

在弹托的前端孔内放置弹丸，弹托位于空气炮炮管中，将插入管插入至整体叶盘的狭小内部空间中后发射弹托，弹托自插入管射出后直接撞击被测物，弹丸再从弹托内脱离二次撞击被测物。

2.根据权利要求1所述的试验方法，其特征在于，该空气炮试验装置不设置弹托分离器。

3.根据权利要求1所述的试验方法，其特征在于，所述炮管主体的后端设有螺纹段，该螺纹段的外围设有外螺纹。

4.根据权利要求2所述的试验方法，其特征在于，所述炮管主体上设有夹持段，该夹持段为位于炮管主体两侧的两个相互平行的平台。

5.根据权利要1所述的试验方法，其特征在于，所述前端孔为半球形状或者针孔状。

6.根据权利要1所述的试验方法，其特征在于，所述整体叶盘的狭小内部空间为叶片的扭角以及整体叶盘中空间位置重叠形成的区域。

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