CN113702197A - 一种气密结构抽真空负压试验系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本申请属于飞机结构强度试验领域，特别涉及一种气密结构抽真空负压试验系统及方法。系统包括：被试气密结构、反馈管路、第一抽气管路、第二抽气管路以及控制系统。被试气密结构上设置有反馈孔、第一抽气孔以及第二抽气孔；反馈管路的一端与被试气密结构上的反馈孔连接，反馈管路上设置有负压传感器；第一抽气管路的一端与被试气密结构的第一抽气孔连接，另一端与负压控制台连接，负压控制台连接有第一真空泵以及储气罐；第二抽气管路的一端与被试气密结构的第二抽气孔连接，另一端与第二真空泵连接，第二抽气管路上设置有电动伺服球阀；控制系统通过线缆分别与负压传感器、负压控制台以及电动伺服球阀连接。本申请能够提升负压载荷施加能力。
Description
技术领域
本申请属于飞机结构强度试验领域，特别涉及一种气密结构抽真空负压试验系统及方法。
背景技术
飞机地面强度试验中需要对油箱、进气道、座舱等构建的气密结构抽真空，施加负压载荷，以考核结构强度、刚度、气密性等设计指标。
按照以往的试验经验，气密结构负压试验通常采用真空泵、负压控制台、负压传感器、控制系统等设备组成闭环试验加载控制系统，按试验设定程序对被试气密结构抽真空，以达到试验任务书所要求的最大负压载荷。随着战斗机或无人机性能的不断提升，进气道、油箱等结构承受的负压载荷不断增大(目前最大试验载荷高达-80kPa以上)，采用常规的负压试验方法，在真空泵功率和结构密封条件不变的情况下，当试验加到高载时，加载速度变慢或达到动态平衡，试验无法继续加载。
因此，希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述缺陷。
发明内容
本申请的目的是提供了一种气密结构抽真空负压试验系统及方法，以解决现有技术存在的至少一个问题。
本申请的技术方案是：
本申请的第一个方面提供了一种气密结构抽真空负压试验系统，包括：
被试气密结构，所述被试气密结构上设置有反馈孔、第一抽气孔以及第二抽气孔；
反馈管路，所述反馈管路的一端与所述被试气密结构上的反馈孔连接，所述反馈管路上设置有负压传感器；
第一抽气管路，所述第一抽气管路的一端与所述被试气密结构的第一抽气孔连接，另一端与负压控制台连接，所述负压控制台连接有第一真空泵以及储气罐；
第二抽气管路，所述第二抽气管路的一端与所述被试气密结构的第二抽气孔连接，另一端与第二真空泵连接，所述第二抽气管路上设置有电动伺服球阀；
控制系统，所述控制系统通过线缆分别与所述负压传感器、所述负压控制台以及所述电动伺服球阀连接。
在本申请的至少一个实施例中，所述被试气密结构为油箱、进气道以及座舱中的一种。
在本申请的至少一个实施例中，所述反馈管路为PVC软管。
在本申请的至少一个实施例中，所述反馈管路上通过三通接头连接有负压标准表。
在本申请的至少一个实施例中，所述第一抽气管路为橡胶材质的液压油管。
在本申请的至少一个实施例中，所述第二抽气管路为橡胶材质的液压油管。
本申请的第二个方面提供了一种气密结构抽真空负压试验方法，基于如上所述的气密结构抽真空负压试验系统，包括：
步骤一、进行气密结构抽真空负压试验系统的安装以及调试；
步骤二、试验开始时，通过控制系统控制第一抽气管路对被试气密结构进行负压载荷加载；
步骤三、控制系统实时接收负压传感器的反馈信号，当加载速率低于阈值时，控制系统控制第二抽气管路对被试气密结构进行负压载荷加载，实现第一抽气管路以及第二抽气管路同时对被试气密结构进行负压载荷加载。
发明至少存在以下有益技术效果：
本申请的气密结构抽真空负压试验系统，能够实现双路并联准闭环加载，提高了负压加载能力，解决了气密结构负压高载试验难题；安装实施方便，控制逻辑清晰，易于工程实现，具有良好的通用性和经济性，可推广性强；与常规方法相比，该方法加载效率高、载荷施加准确，试验过程安全可靠、风险可控。
附图说明
图1是本申请一个实施方式的气密结构抽真空负压试验系统示意图。
具体实施方式
为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。下面结合附图对本申请的实施例进行详细说明。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。
下面结合附图1对本申请做进一步详细说明。
本申请第一个方面提供了一种气密结构抽真空负压试验系统，包括：被试气密结构、反馈管路，并联设置的第一抽气管路以及第二抽气管路，以及控制系统。
如图1所示，被试气密结构上开设有反馈孔、第一抽气孔以及第二抽气孔。反馈管路的一端与被试气密结构上的反馈孔连接，反馈管路上设置有负压传感器；第一抽气管路的一端与被试气密结构的第一抽气孔连接，另一端与负压控制台连接，负压控制台连接有第一真空泵以及储气罐；第二抽气管路的一端与被试气密结构的第二抽气孔连接，另一端与第二真空泵连接，第二抽气管路上设置有电动伺服球阀；控制系统通过线缆分别与负压传感器、负压控制台以及电动伺服球阀连接，控制系统能够根据负压传感器的反馈信号，实现对负压控制台以及电动伺服球阀的控制。
在本申请的优选实施方式中，被试气密结构可以是油箱、进气道以及座舱中的一种。
在本申请的优选实施方式中，反馈管路选用为PVC软管。有利的是，本实施例中，反馈管路上通过三通接头连接有负压标准表。
在本申请的优选实施方式中，第一抽气管路以及第二抽气管路均采用橡胶材质的液压油管。
本申请的气密结构抽真空负压试验系统，在被试气密结构上并联两路抽气管路，其中，一路采用负压控制台、真空泵、储气罐与被试气密结构相连，配合反馈管路上的负压传感器组成闭环控制回路，另一路通过电动伺服球阀使得真空泵直接与被试气密结构相连。本系统能够将负压试验加载能力提高到-80kPa以上，高效地完成气密结构负压高载试验，提升了负压载荷施加能力，提高了负压试验加载效率，降低了负压高载试验风险。
本申请的第二个方面提供了一种气密结构抽真空负压试验方法，基于上述的气密结构抽真空负压试验系统，包括：
步骤一、进行气密结构抽真空负压试验系统的安装以及调试；
步骤二、试验开始时，通过控制系统控制第一抽气管路对被试气密结构进行负压载荷加载；
步骤三、控制系统实时接收负压传感器的反馈信号，当加载速率低于阈值时，控制系统控制第二抽气管路对被试气密结构进行负压载荷加载，实现第一抽气管路以及第二抽气管路同时对被试气密结构进行负压载荷加载。
本申请的气密结构抽真空负压试验方法，在试验前，需要启动两台真空泵，设置为自动工作模式；设置控制系统各项参数和保护限，并输入电动伺服球阀的开关逻辑；设定试验载荷谱。在试验时，按照试验程序逐级加载完成试验，随着负压载荷不断增加，加载速率变慢，当加载速率低于阈值时，控制系统自动开启电动伺服球阀，控制球阀的开合大小，由两路抽真空试验设备协同工作，迅速提升对被试气密结构的抽真空强度，确保试验加载高效、过程稳定，达到试验最大负压载荷。
本申请的气密结构抽真空负压试验系统及方法，能够实现双路并联准闭环加载，提高了负压加载能力，解决了气密结构负压高载试验难题；安装实施方便，控制逻辑清晰，易于工程实现，具有良好的通用性和经济性，可推广性强；与常规方法相比，该方法加载效率高、载荷施加准确，试验过程安全可靠、风险可控。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (7)
1.一种气密结构抽真空负压试验系统，其特征在于，包括：
被试气密结构，所述被试气密结构上设置有反馈孔、第一抽气孔以及第二抽气孔；
反馈管路，所述反馈管路的一端与所述被试气密结构上的反馈孔连接，所述反馈管路上设置有负压传感器；
第一抽气管路，所述第一抽气管路的一端与所述被试气密结构的第一抽气孔连接，另一端与负压控制台连接，所述负压控制台连接有第一真空泵以及储气罐；
第二抽气管路，所述第二抽气管路的一端与所述被试气密结构的第二抽气孔连接，另一端与第二真空泵连接，所述第二抽气管路上设置有电动伺服球阀；
控制系统，所述控制系统通过线缆分别与所述负压传感器、所述负压控制台以及所述电动伺服球阀连接。
2.根据权利要求1所述的气密结构抽真空负压试验系统，其特征在于，所述被试气密结构为油箱、进气道以及座舱中的一种。
3.根据权利要求1所述的气密结构抽真空负压试验系统，其特征在于，所述反馈管路为PVC软管。
4.根据权利要求3所述的气密结构抽真空负压试验系统，其特征在于，所述反馈管路上通过三通接头连接有负压标准表。
5.根据权利要求1所述的气密结构抽真空负压试验系统，其特征在于，所述第一抽气管路为橡胶材质的液压油管。
6.根据权利要求1所述的气密结构抽真空负压试验系统，其特征在于，所述第二抽气管路为橡胶材质的液压油管。
7.一种气密结构抽真空负压试验方法，基于权利要求1至6任意一项所述的气密结构抽真空负压试验系统，其特征在于，包括：
步骤一、进行气密结构抽真空负压试验系统的安装以及调试；
步骤二、试验开始时，通过控制系统控制第一抽气管路对被试气密结构进行负压载荷加载；
步骤三、控制系统实时接收负压传感器的反馈信号，当加载速率低于阈值时，控制系统控制第二抽气管路对被试气密结构进行负压载荷加载，实现第一抽气管路以及第二抽气管路同时对被试气密结构进行负压载荷加载。
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