CN111551458A - 一种模拟多叶片打靶的试验装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种模拟多叶片打靶的试验装置及方法，试验装置包括空气炮、靶体、位于空气炮炮管内的弹托、位于弹托内的弹丸；所述弹托面对靶体的一面向内凹设有若干并排设置的弹道，能够一次发射若干弹丸，每个弹丸作为一个叶片的模拟，对打靶材料的撞击能够模拟多个叶片丢失对机匣性能的影响。并通过对弹道形状，使弹丸与靶体之间的初始角度可以调控用以模拟叶片的偏航角，更加真实准确的模拟叶片的运动轨迹。以及通过对不同弹道深度的改进，使几枚弹丸间隔的撞向模拟机匣的打靶材料，实现多叶片间隔撞击机匣的模拟。

Description

一种模拟多叶片打靶的试验装置及方法
技术领域
本发明属于高速冲击试验领域，具体涉及一种可以模拟多叶片冲击机匣的打靶试验装置及方法。
背景技术
航空航天领域中，许多部件可能会受到外物的冲击，可能是鸟、冰、叶片丢失等。而航空发动机在执行飞行任务的时候，可能会由于转动速度达到临界或者达到材料性质的极限而导致叶片丢失，并且发动机的叶片很多时候均是同一种材料，叶片大多是同时达到临界而开始逐个丢失，就会导致多个叶片一起丢失撞击机匣。那么对机匣的包容性就有了更高的要求，如果机匣不能包容住这些丢失的叶片，便会造成重大事故。
因此，在设计校核机匣强度而采用的高速冲击打靶试验时就不能仅仅只考虑一个叶片撞击的影响了，需要考虑多个叶片逐个丢失对机匣性能的影响。目前而对于机匣包容性，进行高速冲击打靶试验的设备以及试验方法，皆是只能模拟一个叶片的撞击效果。造成试验结果与实际不符的缺陷。
发明内容
发明目的：本发明提供了一种可以模拟多叶片打靶的试验装置；该装置可以实现多叶片丢失撞击机匣的技术要求，具有更贴近实际的实验效果。
本发明还提供了使用上述试验装置的试验方法，能够在使试验结果更加贴近实际。
技术方案：为达到上述目的，本发明可采用如下技术方案：
一种模拟多叶片打靶的试验装置，包括空气炮、用于固定打靶材料的靶体、位于空气炮炮管内的弹托、位于弹托内的弹丸；所述空气炮的炮口面对靶体，其特征在于：所述弹托面对靶体的一面向内凹设有若干并排设置的弹道，每个弹道内均设置有一个弹丸。
有益效果：相对于现有技术，本试验装置通过将弹托进行改进，能够一次发射若干弹丸，每个弹丸作为一个叶片的模拟，对打靶材料的撞击能够模拟多个叶片丢失对机匣性能的影响。
进一步的，所述弹丸位于弹道内时被弹道的底面承载，该底面自内向外逐渐倾斜设置。从而使弹丸与靶体之间的初始角度可以调控，并且高速冲击系统的中心对准靶体的中心；该初始角度用以模拟叶片的偏航角，更加真实准确的模拟叶片的运动轨迹。
进一步的，所述若干弹道以自左向右并排平行排列且弹道深度自左向右逐个增加。则位于不同深度的弹道中的几枚弹丸便会间隔的撞向模拟机匣的打靶材料，实现多叶片间隔撞击机匣的模拟。
进一步的，所述靶体包括底板、位于底板上的两个活动块、固定打靶材料的固定板，所述固定板的底端两侧与底板上的固定块铰接，固定板的顶端与活动块之间通过连杆连接，连杆两端分别与固定板顶端，以及与活动块铰接，当活动块远离固定板时，固定板顶端的位置向下移动而使固定板倾斜。底板上设有若干定位孔，且该若干定位孔以远离固定板的方向延伸，活动块上设有与该定位孔配合的安装孔，并通过螺栓穿过定位孔与安装孔配合固定。而该固定板的倾斜用来模拟叶片偏置打到机匣上，使得弹丸以多种角度打在靶体上，模拟叶片偏置撞向机匣，更加的贴近实际。
而本发明提供的高速冲击试验装置的试验方法，可以采用以下技术方案：将弹托连同位于弹托内的若干弹丸自空气炮炮管发射，弹托在炮管出口处被阻挡而弹丸自炮管射出并击打靶体上的打靶材料；设置高速摄像机拍摄弹丸自空气炮炮管打出后的轨迹。
本发明提供的高速冲击试验装置的试验方法，还可以采用以下技术方案：设置弹道底面与空气炮炮管中轴线之间的夹角为预定角度以模拟叶片的偏航角；将弹托连同位于弹托内的若干弹丸自空气炮炮管发射，弹托在炮管出口处被阻挡而弹丸自炮管以预定角度射出并击打靶体上的打靶材料。
本发明提供的高速冲击试验装置的试验方法，还可以采用以下技术方案：设置若干弹道深度自左向右逐个增加时相邻两个弹道深度的差值，将弹托连同位于弹托内的若干弹丸自空气炮炮管发射，弹托在炮管出口处被阻挡而弹丸自炮管以时间先后顺序逐个自炮管打出的方式击打靶体上的打靶材料，用以模拟多叶片间隔撞击机匣。
附图说明
图1是本发明模拟多叶片打靶的试验装置的结构示意图。
图2是本发明中采用的弹托的正面视图。
图3是本发明中采用的具有倾斜底面的弹托的立体示意图。
图4是本发明中采用的具有不同深度弹道的弹托的剖面示意图。
图5是本发明中采用的靶体的立体图。
图6是带有偏航角的弹丸撞击倾斜靶板的俯视图
图7是带有偏航角的弹丸撞击倾斜靶板的主视图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
参阅图1至图5所示，本发明公开了一种模拟多叶片打靶的试验装置，包括空气炮、用于固定打靶材料的靶体7、位于空气炮炮管5内的弹托6、位于弹托 6内的弹丸、高速摄像机8。该高速摄像机8用以拍摄弹丸自空气炮炮管打出后的轨迹。空气炮包括气瓶1、用于控制气瓶的电磁阀2、气室3、用于控制气室的电磁阀4、炮管5。所述空气炮的炮口面对靶体7。所述弹托6面对靶体7的一面向内凹设有若干并排设置的弹道61，每个弹道61内均设置有一个弹丸。图 2中的弹托并排设置了4个弹道61，在其他实施方式中，依据试验模拟叶片数量的需要将弹道设置为至少2个均是可以的，在此不再赘述。
而在上述弹托6的基础上，进一步的设计为，如图3所示，所述弹丸位于弹道611、612、613内时被弹道的底面614承载，该底面614自内向外逐渐倾斜设置，使弹丸与靶体之间的初始角度可以调控。该初始角度用以模拟叶片的偏航角，更加真实准确的模拟叶片的运动轨迹。
在上述弹托6的基础上，另一个进一步的设计为，如图4所示，所述若干弹道653、652、651以自左向右并排平行排列且弹道深度自左向右逐个增加。位于不同深度的弹道中的几枚弹丸便会间隔的撞向模拟机匣的打靶材料，实现多叶片间隔撞击机匣的模拟。
而请结合图5所示，所述靶体包括底板72、位于底板72上的两个活动块71、固定打靶材料的固定板73。所述固定板73的底端两侧与底板72上的固定块74 铰接。固定板73的顶端与活动块71之间通过连杆77连接。连杆77两端分别与固定板73顶端，以及与活动块71铰接。底板72上设有若干定位孔75，且该若干定位孔75以远离固定板73的方向延伸，活动块71上设有与该定位孔75配合的安装孔76，并通过螺栓穿过定位孔75与安装孔76配合固定。当活动块71远离固定板73时，固定板73顶端的位置向下移动而使固定板73倾斜，即打靶材料相对空气炮炮口倾斜。该固定板73的倾斜用来模拟叶片偏置打到机匣上，使得弹丸以多种角度打在靶体上，模拟叶片偏置撞向机匣，更加的贴近实际。
在图6以及图7中，展示了带有偏航角的弹丸撞击靶板的大致流程图以及靶板的受力情况。图6为撞击流程的简略俯视图，其中弹丸的偏航角a为10°，偏置的撞向靶板，图7为流程的主视图，可以看到靶板的倾斜角b为15°，大致展示了带有偏航角的弹丸撞击具有倾斜角度的靶板流程图。
在开始高速冲击模拟实验之前，开启LED灯光，打开高速摄影相机8。通过电磁阀2为气室3充气，待充气完成之后，控制电磁阀4释放高压气体，弹托6 在高压气体的推动下以一个很高的速度撞向靶体7，实现对多叶片撞击机匣的模拟，再通过高速摄像机的拍摄对多枚弹丸的轨道进行分析调整，完成模拟实验。
本发明具体应用途径很多，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，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种模拟多叶片打靶的试验装置，包括空气炮、用于固定打靶材料的靶体、位于空气炮炮管内的弹托、位于弹托内的弹丸；所述空气炮的炮口面对靶体，其特征在于：所述弹托面对靶体的一面向内凹设有若干并排设置的弹道，每个弹道内均设置有一个弹丸。
2.根据权利要求1所述的模拟多叶片打靶的试验装置，其特征在于：所述弹丸位于弹道内时被弹道的底面承载，该底面自内向外逐渐倾斜设置。
3.根据权利要求1或2所述的模拟多叶片打靶的试验装置，其特征在于：所述若干弹道以自左向右并排平行排列且弹道深度自左向右逐个增加。
4.根据权利要求3所述的模拟多叶片打靶的试验装置，其特征在于：所述靶体包括底板、位于底板上的两个活动块、固定打靶材料的固定板，所述固定板的底端两侧与底板上的固定块铰接，固定板的顶端与活动块之间通过连杆连接，连杆两端分别与固定板顶端，以及与活动块铰接，当活动块远离固定板时，固定板顶端的位置向下移动而使固定板倾斜。
5.根据权利要求4所述的高速冲击试验装置，其特征在于：所述底板上设有若干定位孔，且该若干定位孔以远离固定板的方向延伸，活动块上设有与该定位孔配合的安装孔，并通过螺栓穿过定位孔与安装孔配合固定。
6.根据权利要求5所述的高速冲击试验装置，其特征在于：还包括高速摄像机，且该高速摄像机用以拍摄弹丸自空气炮炮管打出后的轨迹。
7.一种使用如权利要求1至6中任一项所述高速冲击试验装置的试验方法，其特征在于：将弹托连同位于弹托内的若干弹丸自空气炮炮管发射，弹托在炮管出口处被阻挡而弹丸自炮管射出并击打靶体上的打靶材料；设置高速摄像机拍摄弹丸自空气炮炮管打出后的轨迹。
8.一种使用如权利要求2中所述高速冲击试验装置的试验方法，其特征在于：设置弹道底面与空气炮炮管中轴线之间的夹角为预定角度以模拟叶片的偏航角；将弹托连同位于弹托内的若干弹丸自空气炮炮管发射，弹托在炮管出口处被阻挡而弹丸自炮管以预定角度射出并击打靶体上的打靶材料。
9.一种使用如权利要求3中所述高速冲击试验装置的试验方法，其特征在于：设置若干弹道深度自左向右逐个增加时相邻两个弹道深度的差值，将弹托连同位于弹托内的若干弹丸自空气炮炮管发射，弹托在炮管出口处被阻挡而弹丸自炮管以时间先后顺序逐个自炮管打出的方式击打靶体上的打靶材料，用以模拟多叶片间隔撞击机匣。
10.如权利要求8或9所述的试验方法，其特征在于：通过设置靶体面对空气炮炮口的一面角度可调为多种角度，使得弹丸以多种角度打在靶体上，用以模拟叶片偏置撞向机匣。
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