CN110345811B - 空气炮鸟撞试验装置 - Google Patents

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Abstract

空气炮鸟撞试验装置，属于空气炮发射技术领域，为解决现有空气炮鸟撞试验发射装置采用电磁阀反应慢、响应时间长、气体释放精度差、耗损大、存在安全隐患的问题。加弹气体释放机构的加弹耦合器中心孔内水平放置有弹体弹托，一个水平端口连接发射管，另一个水平端口连接炮闩，炮闩、加弹耦合器和发射管同轴，加弹耦合器上端口和下端口分别通过弯头连接高压气室，储气室和高压气室连通，连通气路上安装有第一截止阀，高压气室和加弹耦合器通过炮闩中心的内孔相连通，连通气路上安装有第二截止阀；发射管通过止口连接弹托分离器，弹托分离器的锥形分离头与发射管同轴，弹托分离器同轴顺次连接气流阻挡消声器和激光测速系统。本发明用于鸟撞试验。

Description

空气炮鸟撞试验装置
技术领域
本发明涉及一种空气炮鸟撞试验装置，属于空气炮发射技术领域。
背景技术
鸟撞事故一般是指飞鸟在空中与飞机或者高铁列车相撞击所发生的事故。目前，鸟撞飞机是威胁航空安全的重要因素之一，对飞机及高铁产生重大的安全隐患。飞机的迎风面，飞机风挡、雷达罩、发动机、机翼前缘及尾翼前缘是最易受到鸟撞的部位。抗鸟撞试验是评价飞机和高铁安全性能的重要方法。
抗鸟撞试验一般采用空气炮由压缩空气加速鸟弹的方式模拟鸟撞击飞机和高铁来评价结构和材料的抗鸟撞性能。发射装置的气体释放是空气炮发射试验技术的关键，目前普通的空气炮试验系统，分别使用活塞气阀式、破膜式、电磁阀式三种气体释放技术。在公开号为105258900A的发明创造中，发明人提出了一种鸟撞试验装置及其方法，气体释放采用活塞气阀式。在公开号为108955372的发明创造中，发明人提出了一种发射气流均匀的空气炮发射装置；在公开号为108917462的发明创造中发明人提出了一种具有快速释放机构的空气炮发射装置，这两个专利均采用了发射阀和快速释放机构。在公开号为103512423A的发明创造中发明人提出了一种超音速空气炮发射装置，气体释放采用大通径的常闭电磁阀和膜片的方法。采用破膜式气体释放时金属膜片破裂后会随高速弹体一起运动，存在安全隐患，重复精度差，耗损很大，还很难保证发射气流的均匀作用；而采用活塞式和电磁阀式气体释放发射装置，结构复杂，开启时间长，发射精度差。所以需要一种新的技术方案以解决空气炮鸟撞试验发射装置的气体释放，尤其是大口径的鸟撞试验发射装置。
发明内容
本发明目的是为了解决现有空气炮鸟撞试验发射装置采用电磁阀反应慢、响应时间长、气体释放精度差、耗损大、存在安全隐患的问题，提供了一种空气炮鸟撞试验装置。
本发明所述空气炮鸟撞试验装置，该试验装置包括加弹气体释放机构、弹托分离器、气流阻挡消声器和激光测速系统；加弹气体释放机构包括炮闩、加弹耦合器、两个弯头、两个高压气室、弹体弹托和发射管；加弹耦合器中心水平开有中心孔，中心孔内水平放置有弹体弹托，中心孔的两端为两个水平端口，一个水平端口连接发射管的一端，另一个水平端口连接炮闩，炮闩、加弹耦合器和发射管同轴，沿加弹耦合器中心孔轴向对称设置有上端口和下端口，上端口和下端口分别通过弯头连接水平放置的高压气室，空气压缩机将空气增压后充入储气室，储气室和高压气室连通，连通气路上安装有第一截止阀，高压气室和加弹耦合器通过炮闩中心的内孔相连通，连通气路上安装有第二截止阀；发射管的另一端通过止口连接弹托分离器的一端，弹托分离器的锥形分离头与发射管同轴，弹托分离器的另一端同轴顺次连接气流阻挡消声器和激光测速系统。
优选的，加弹耦合器中心孔的侧壁沿中心孔轴向开有两个“O”型槽，两个“O”型槽分别位于上端口的两侧，两个“O”型槽内分别安装有金属骨架的橡胶圈。
优选的，加弹耦合器的上端口和下端口为圆孔，内径与弯头和高压气室出口的内径均相同。
优选的，加弹耦合器的上端口和下端口截面面积之和大于发射管的截面面积。
优选的，弹托分离器的外圆表面有小孔，外侧面上开有取弹托的圆孔。
优选的，气流阻挡消声器的外圆表面有圆孔，气流阻挡消声器内垂直于轴线方向设置多个开有中心孔的阻流板。
优选的，该试验装置还包括基座，基座包括基座支承腿、基座H钢和水平调整机构，基座H钢通过水平调整机构安装在基座支承腿上，发射管通过发射管支承架安装在基座H钢上，弹托分离器、气流阻挡消声器和激光测速系统均安装在基座H钢上。
本发明的优点：本发明提出的空气炮鸟撞试验装置，可以实现气室内高压气体的快速释放，提高鸟弹的撞击速度和重复性，减小高压气流对试验靶件的影响。该装置结构简单、操作灵活方便。加弹耦合器具有加弹和气体快速释放的功能，弹体弹托置于加弹耦合器内，由弹托分离器实现弹体与弹托的有效分离，气流阻挡消声器实现高压气体的分流和消声，由测速系统测得弹体的速度，由气室内气体压力的大小实现对靶件的不同速度的撞击加载。
附图说明
图1是本发明所述空气炮鸟撞试验装置的结构示意图；
图2是加弹耦合器、高压气室和发射管部分的结构俯视图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
具体实施方式一：下面结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述空气炮鸟撞试验装置，该试验装置包括加弹气体释放机构、弹托分离器8、气流阻挡消声器9和激光测速系统10；
加弹气体释放机构包括炮闩1、加弹耦合器2、两个弯头4、两个高压气室11、弹体弹托5和发射管7；
加弹耦合器2中心水平开有中心孔，中心孔内水平放置有弹体弹托5，中心孔的两端为两个水平端口，一个水平端口连接发射管7的一端，另一个水平端口连接炮闩1，炮闩1、加弹耦合器2和发射管7同轴，沿加弹耦合器2中心孔轴向对称设置有上端口和下端口，上端口和下端口分别通过弯头4连接水平放置的高压气室11，空气压缩机17将空气增压后充入储气室18，储气室18和高压气室11连通，连通气路上安装有第一截止阀12，高压气室11和加弹耦合器2通过炮闩1中心的内孔相连通，连通气路上安装有第二截止阀13；
发射管7的另一端通过止口连接弹托分离器8的一端，弹托分离器8的锥形分离头与发射管7同轴，弹托分离器8的另一端同轴顺次连接气流阻挡消声器9和激光测速系统10。
本实施方式中，空气压缩机17采用螺杆空气压缩机。
本实施方式中，加弹耦合器2具有加弹和气体快速释放阀耦合的多种功能。
本实施方式中，弹托分离器8的锥形分离头与发射管7同轴，能够保证弹托的有效分离。
本实施方式中，弹托由外圆精密加工的铝合金管或者塑料管内部填充聚氨酯泡沫固化成型，减小弹托外表面的粗糙度，保证气体的有效密封，进而减小弹托在发射管中飞行的摩擦阻力。
本实施方式中，炮闩1具有与加弹耦合器2相同的连接螺纹，其通过固定在加弹耦合器2上的转轴折页铰链进行支承，便于弹体及弹托的安装，炮闩的旋紧和拆卸，节省工作人员的体力。
具体实施方式二：下面结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式对实施方式一作进一步说明，加弹耦合器2中心孔的侧壁沿中心孔轴向开有两个”O”型槽3，两个”O”型槽3分别位于上端口的两侧，两个”O”型槽3内分别安装有金属骨架的橡胶圈。
本实施方式中，打开第一截止阀12，储气室18给高压气室11充入给定试验所需的压力，打开第二截止阀13，高压气室11内的气体通过炮闩1充入加弹耦合器2，推动弹体弹托5向前移动，弹体弹托5向前移动离开第一道”O”型槽3内的橡胶圈，高压气体瞬间就作用在弹体弹托5上，驱动弹体弹托5沿发射管7高速飞行。
具体实施方式三：本实施方式对实施方式一作进一步说明，加弹耦合器2与炮闩1通过螺纹连接。
具体实施方式四：本实施方式对实施方式一作进一步说明，加弹耦合器2的上端口和下端口为圆孔，内径与弯头4和高压气室11出口的内径均相同。
具体实施方式五：本实施方式对实施方式一或四作进一步说明，加弹耦合器2的上端口和下端口截面面积之和大于发射管7的截面面积。
本实施方式中，加弹耦合器2的上端口和下端口截面面积之和大于发射管7的截面面积，这样可以保证气流快速、大量、均匀地流出，作用于弹托底部，推动弹托运动。
具体实施方式六：本实施方式对实施方式一作进一步说明，所述第一截止阀12和第二截止阀13采用电磁阀。
具体实施方式七：下面结合图1说明本实施方式，本实施方式对实施方式一作进一步说明，弹托分离器8的外圆表面有小孔，外侧面上开有取弹托的圆孔。
本实施方式中，弹托分离器8的外圆表面加工有小孔，实现气体的分流。
本实施方式中，圆孔用于取出弹托，并对发射管7进行清扫。
具体实施方式八：下面结合图1说明本实施方式，本实施方式对实施方式一作进一步说明，气流阻挡消声器9的外圆表面有圆孔，气流阻挡消声器9内垂直于轴线方向设置多个开有中心孔的阻流板。
本实施方式中，气流阻挡消声器9的外圆表面有圆孔，气流阻挡消声器9内垂直于轴线方向设置多个开有中心孔的阻流板，有效减小高压气流对靶件的影响，实现消声。
具体实施方式九：下面结合图1说明本实施方式，本实施方式对实施方式一作进一步说明，该试验装置还包括基座，基座包括基座支承腿14、基座H钢15和水平调整机构16，基座H钢15通过水平调整机构16安装在基座支承腿14上，发射管7通过发射管支承架6安装在基座H钢15上，弹托分离器8、气流阻挡消声器9和激光测速系统10均安装在基座H钢15上。
本实施方式中，激光测速系统10单独固定在基座H钢15上，可以有效减小弹托分离的冲击对测速系统的影响，避免测速系统误触发。
本实施方式中，水平调整机构16用于实现对空气炮鸟撞试验装置调平。
本发明中，空气压缩机17将空气增压后充入储气室18，储气室18通过管道和电磁阀与高压气室连接；而两个高压气室通过弯头与加弹耦合器连接；炮闩一端通过管道和第一截止阀12与高压气室11连接，另一端与加弹耦合器2连接；弹体弹托5放置在加弹耦合器2内；加弹耦合器2与发射管7连接；发射管7与弹托分离器8和气流阻挡消声器9连接；最后弹体经激光测速系统10测速后撞击靶件。
虽然在本文中参照了特定的实施方式来描述本发明，但是应该理解的是，这些实施例仅仅是本发明的原理和应用的示例。因此应该理解的是，可以对示例性的实施例进行许多修改，并且可以设计出其他的布置，只要不偏离所附权利要求所限定的本发明的精神和范围。应该理解的是，可以通过不同于原始权利要求所描述的方式来结合不同的从属权利要求和本文中所述的特征。还可以理解的是，结合单独实施例所描述的特征可以使用在其他所述实施例中。

Claims (9)

1.空气炮鸟撞试验装置，其特征在于，该试验装置包括加弹气体释放机构、弹托分离器(8)、气流阻挡消声器(9)和激光测速系统(10)；
加弹气体释放机构包括炮闩(1)、加弹耦合器(2)、两个弯头(4)、两个高压气室(11)、弹体弹托(5)和发射管(7)；
加弹耦合器(2)中心水平开有中心孔，中心孔内水平放置有弹体弹托(5)，中心孔的两端为两个水平端口，一个水平端口连接发射管(7)的一端，另一个水平端口连接炮闩(1)，炮闩(1)、加弹耦合器(2)和发射管(7)同轴，沿加弹耦合器(2)中心孔轴向对称设置有上端口和下端口，上端口和下端口分别通过弯头(4)连接水平放置的高压气室(11)，空气压缩机(17)将空气增压后充入储气室(18)，储气室(18)和高压气室(11)连通，连通气路上安装有第一截止阀(12)，高压气室(11)和加弹耦合器(2)通过炮闩(1)中心的内孔相连通，连通气路上安装有第二截止阀(13)；
发射管(7)的另一端通过止口连接弹托分离器(8)的一端，弹托分离器(8)的锥形分离头与发射管(7)同轴，弹托分离器(8)的另一端同轴顺次连接气流阻挡消声器(9)和激光测速系统(10)。
2.根据权利要求1所述的空气炮鸟撞试验装置，其特征在于，加弹耦合器(2)中心孔的侧壁沿中心孔轴向开有两个“O”型槽(3)，两个“O”型槽(3)分别位于上端口的两侧，两个“O”型槽(3)内分别安装有金属骨架的橡胶圈。
3.根据权利要求1所述的空气炮鸟撞试验装置，其特征在于，加弹耦合器(2)与炮闩(1)通过螺纹连接。
4.根据权利要求1所述的空气炮鸟撞试验装置，其特征在于，加弹耦合器(2)的上端口和下端口为圆孔，内径与弯头(4)和高压气室(11)出口的内径均相同。
5.根据权利要求1或4所述的空气炮鸟撞试验装置，其特征在于，加弹耦合器(2)的上端口和下端口截面面积之和大于发射管(7)的截面面积。
6.根据权利要求1所述的空气炮鸟撞试验装置，其特征在于，所述第一截止阀(12)和第二截止阀(13)采用电磁阀。
7.根据权利要求1所述的空气炮鸟撞试验装置，其特征在于，弹托分离器(8)的外圆表面有小孔，外侧面上开有取弹托的圆孔。
8.根据权利要求1所述的空气炮鸟撞试验装置，其特征在于，气流阻挡消声器(9)的外圆表面有圆孔，气流阻挡消声器(9)内垂直于轴线方向设置多个开有中心孔的阻流板。
9.根据权利要求1所述的空气炮鸟撞试验装置，其特征在于，该试验装置还包括基座，基座包括基座支承腿(14)、基座H钢(15)和水平调整机构(16)，基座H钢(15)通过水平调整机构(16)安装在基座支承腿(14)上，发射管(7)通过发射管支承架(6)安装在基座H钢(15)上，弹托分离器(8)、气流阻挡消声器(9)和激光测速系统(10)均安装在基座H钢(15)上。
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