CN114323559B - 一种飞机着水模型空间运动轨迹及着水点捕捉系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种飞机着水模型空间运动轨迹及着水点捕捉系统，其中，轨迹空间坐标系捕捉子系统中设置有激光测距发生器XZ阵列，其前后端安装有光控触发器；模型着水轨迹动态捕捉子系统中具有可沿滑轨运动的着水点捕捉机构，与其硬连接的定载荷复位机构；模型固定装置上固定安装试验拖车，并吊挂连接模型件，试验拖车在试验水域上方的运动带动模型固定装置和模型件经过激光阵列区域；试验过程中通过对光控触发器的触发，可开启或关闭激光测距发生器阵列发射或关闭激光束定位阵列。本发明的技术方案解决了针对水动力实验的现有监控方式，无法有效的捕捉到模型的着水点，以及对波浪环境下着水位置进行有效捕捉等问题。

Description

一种飞机着水模型空间运动轨迹及着水点捕捉系统

技术领域

本申请涉及但不限于航空水动力实验模拟技术领域，尤指一种飞机着水模型空间运动轨迹及着水点捕捉系统。

背景技术

随着国内水动力实验模拟试验技术的快速发展，飞机迫降着水试验技术得到了较快改进与完善，水动试验领域也在不懈探索新的测试方法。进入20世纪以来，我国飞行器的发展越来越快，根据适航取证要求，飞行器必须经过水面迫降试验以验证飞机的稳定性、安全性。

针对飞机着水前中后的运动姿态的监测与分析是型号发展过程中的重要组成部分。目前国内外针对着水监控常用的方法是通过固定的摄像系统或者手持式的摄像机来拍摄飞机模型迫降的运行姿态与着水部位。目前的监测方法虽然便利，但存在以下不足：(1)现有的监测系统只能在定性的分析模型的运动姿态，无法准确的描绘出飞机迫降试验时模型的轨迹坐标系；(2)现有的测试方法无法有效的捕捉到模型的着水点，只能大致分析模型的着水部位，从而在整个区域安装压力传感器来监控模型着水载荷，投入成本较大，模型制作复杂；(3)波浪环境下，现有的检测方法无法准确的捕捉着水的位置。

发明内容

本发明的目的：为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种飞机着水模型空间运动轨迹及着水点捕捉系统，以解决针对水动力实验的现有监控方式，只能定性分析模型的运动姿态，无法有效的捕捉到模型的着水点，以及对波浪环境下着水位置进行有效捕捉等问题。

本发明的技术方案：本发明实施例提供一种飞机着水模型空间运动轨迹及着水点捕捉系统，包括：试验拖车1、模型固定装置2、2组模型着水轨迹动态捕捉子系统3、试验水池5和轨迹空间坐标系捕捉子系统6；

其中，所述试验水池5中用于布设试验水域4，试验水池5的一侧池壁上设置有螺栓连接法兰，用于通过螺栓将轨迹空间坐标系捕捉子系统6和模型着水轨迹动态捕捉子系统3固定安装于试验水池5的侧面；

所述轨迹空间坐标系捕捉子系统6中设置有用于发射激光束定位阵列6-1的激光测距发生器XZ阵列6-2，且激光测距发生器阵列6-2的后端和前端分别安装有用于开启或关闭激光测距发生器阵列6-2的光控触发器6-7；

所述2组模型着水轨迹动态捕捉子系统3对称安装于试验水池5相对的两侧池壁，每组模型着水轨迹动态捕捉子系统3中设置有可沿滑轨线性运动的着水点捕捉机构3-7，通过刚性拖曳杆3-4与着水点捕捉机构3-7连接的定载荷复位机构3-8；其中，所述着水点捕捉机构3-7上设置有高清摄像机3-7-4，且高清摄像机3-7-4的拍摄角度可在不同方向上调节；

所述模型固定装置2上固定安装试验拖车1，并通过其电磁脱钩器2-4吊挂连接模型件2-5，通过试验拖车1在试验水域4上方的运动带动模型固定装置2运动，并带动模型件2-5经过模型着水轨迹动态捕捉子系统3的激光阵列区域；

所述试验拖车1的前端安装有垂向向下的可伸缩电动推杆6-5，用于试验拖车1在试验水域4运动过程中，通过可伸缩电动推杆6-5对后端或前端光控触发器6-7的触发，相应开启或关闭激光测距发生器阵列6-2发射或关闭激光束定位阵列6-1；

所述模型固定装置2通过电磁脱钩器2-4脱离模型件2-5，使得模型件2-5以一定速度着水迫降后，通过所开启的激光束定位阵列6-1捕获模型件2-5的坐标位置，并根据捕获的空间坐标点生成模型件2-5的运动轨迹；所述模型件2-5以一定速度着水迫降后，还通过继续运动的试验拖车1带动可伸缩电动推杆6-5底端作用在模型着水轨迹动态捕捉子系统3的定载荷复位机构3-8上，在可伸缩电动推杆6-5的带动下使得定载荷复位机构3-8带动着水点捕捉机构3-7在其滑动区域内与模型件2-5同步运动，从而捕捉模型件2-5的着水点位置。

可选地，如上所述的飞机着水模型空间运动轨迹及着水点捕捉系统中，所述模型固定装置2包括：2个电动缸支撑臂2-1、拖车底盘固定支架2-2、尾端支撑杆2-3、电磁脱钩器2-4和模型件2-5；

其中，2个电动缸支撑臂2-1对称安装于拖车底盘固定支架2-2两侧，2个电动缸支撑臂2-1的安装间距为根据模型件2-5翼展铰接固定点宽度所确定的；电磁脱钩器2-4通过螺栓紧固安装在拖车底盘固定支架2-2的下端面，试验拖车1的底部通过螺栓固定连接在拖车底盘固定支架2-2上，尾端支撑杆2-3通过螺栓固定连接在试验拖车1的后端；

所述模型固定装置2，用于通过电磁脱钩器2-4吊挂连接模型件2-5的重心位置，并通过2个电动缸支撑臂2-1和尾端支撑杆2-3与模型件2-5的接触实施三点支撑定位，以及调节模型件2-5的姿态角；还用于在模型着水试验过程中通过电磁脱钩器2-4脱离模型件2-5，以使得模型件2-5以一定速度和姿态开始迫降着水运动。

可选地，如上所述的飞机着水模型空间运动轨迹及着水点捕捉系统中，所述模型着水轨迹动态捕捉子系统3包括：线性滑轨定位座3-1、双列线轨3-2、多个线性滑块3-3、刚性拖曳杆3-4、紧固件3-5、2个缓冲座3-6、着水点捕捉机构3-7和定载荷复位机构3-8；

其中，2个线性滑轨定位座3-1通过紧固件3-5对称安装在试验水池5相对的两侧池壁上，2个双列线轨3-2分别安装在2个线性滑轨定位座3-1相对一侧的端面上，线性滑轨定位座3-1的前端和后端分别安装1个缓冲座3-6，着水点捕捉机构3-7通过多个线性滑块3-3活动安装于双列线轨3-2上，刚性拖曳杆3-4的一端焊接在着水点捕捉机构3-7上，另一端通过螺栓固定安装在定载荷复位机构3-8上；

通过刚性拖曳杆3-4硬连接的着水点捕捉机构3-7和定载荷复位机构3-8，用于沿双列线轨3-2在试验拖车1的运动方向上同步运动，并通过缓冲座3-6限制着水点捕捉机构3-7的运动行程。

可选地，如上所述的飞机着水模型空间运动轨迹及着水点捕捉系统中，所述着水点捕捉机构3-7包括：俯仰角度调节底座3-7-1、底座转接板3-7-2、俯仰角度调节支座3-7-3、高清摄像机3-7-4、旋转角度调节支座3-7-5和拖曳连接件3-7-6；

俯仰角度调节底座3-7-1通过螺栓安装在底座转接板3-7-2上，俯仰角度调节支座3-7-3与俯仰角度调节底座3-7-1通过螺栓连接，并且俯仰角度调节支座3-7-3可沿连接螺栓轴向调节俯仰姿态；高清摄像机3-7-4通过旋转角度调节支座3-7-5安装在俯仰角度调节支座3-7-3上，且通过旋转角度调节支座3-7-5与俯仰角度调节支座3-7-3的安装面调整高清摄像机3-7-4的安装角度；

设置为直角结构的拖曳连接件3-7-6的一端面固定安装在底座转接板3-7-2接近定载荷复位机构3-8一侧的上端面，垂直的另一端面与刚性拖曳杆3-4焊接固定；

所述着水点捕捉机构3-7整体通过底座转接板3-7-2固定连接在一侧模型着水轨迹动态捕捉子系统3的线性滑块3-3上。

可选地，如上所述的飞机着水模型空间运动轨迹及着水点捕捉系统中，所述定载荷复位机构3-8包括：2个双耳结构的弹簧固定座3-8-1、铰接支撑座3-8-2、复位弹簧3-8-3、定载荷复位杆3-8-4、弹性缓冲器3-8-5、磁性吸附件3-8-6和磁性拖曳件3-8-7；

所述铰接支撑座3-8-2的底座固定连接在刚性拖曳杆3-4的端部，铰接端与定载荷复位杆3-8-4的一端铰接，使得定载荷复位杆3-8-4可沿铰接轴转动；定载荷复位杆3-8-4的另一端内侧固定安装有弹性缓冲器3-8-5，弹性缓冲器3-8-5的端部设置有磁性吸附件3-8-6，用于在试验过程中，通过磁性吸附件3-8-6与可伸缩电动推杆6-5端部设置的磁性拖曳件3-8-7实现磁性吸附作用，从而使得定载荷复位机构3-8在可伸缩电动推杆6-5的推动下，拉动着水点捕捉机构3-7在X轴方向上同步运动；

其中1个弹簧固定座3-8-1安装在刚性拖曳杆3-4侧端面，另1个弹簧固定座3-8-1安装在定载荷复位杆3-8-4侧端面，复位弹簧3-8-3安装在两个弹簧固定座3-8-1之间，以对与刚性拖曳杆3-4铰接的定载荷复位杆3-8-4提供向内侧的拉紧力，并在试验拖车1带动可伸缩电动推杆6-5推动定载荷复位杆3-8-4的作用力下拉伸复位弹簧3-8-3，从而使得定载荷复位杆3-8-4沿铰接轴转动，在试验拖车1的继续运动使得磁性拖曳件3-8-7脱离后，通过安装在前端的缓冲座3-6的限制作用使得着水点捕捉机构3-7和定载荷复位机构3-8停止运动。

可选地，如上所述的飞机着水模型空间运动轨迹及着水点捕捉系统中，

所述轨迹空间坐标系捕捉子系统6包括：激光测距发生器XZ阵列6-2，定位板固定座6-3、发生器XOZ面定位座6-4、可伸缩电动推杆6-5和2个光控触发器6-7；

所述定位板固定座6-3通过螺栓将发生器XOZ面定位座6-4固定安装在试验水池5侧壁的螺栓连接法兰上；所述激光测距发生器XZ阵列6-2中等间距阵列排布的各激光测距发生器固定安装在发生器XOZ面定位座6-4上，用于发出激光束定位阵列6-1；所述发生器XOZ面定位座6-4在X轴方向上的后端和前端分别安装有1个光控触发器6-7，用于发出光控激光束6-8；

所述可伸缩电动推杆6-5具体安装在试验拖车1的前端，且可沿Z轴方向上下伸缩运动，端部设置有用于与定载荷复位机构3-8形成磁性作用从而推动其同步运动的磁性拖曳件3-8-7。

可选地，如上所述的飞机着水模型空间运动轨迹及着水点捕捉系统中，

设定试验拖车1在试验水域4的运动方向为X轴方向，垂直X轴向试验水域4的方向为Z轴方向，激光束定位阵列6-1和光控激光束6-8的发射方向为Y轴方向，所述轨迹空间坐标系捕捉子系统6的安装面和所发射的激光束形成轨迹空间坐标系6-6；

所述着水点捕捉机构3-7，具有四自由度运动功能，包括：沿X轴方向的滑动运动定位，X轴、Z轴的俯仰旋转运动定位，Y轴旋转运动定位；从而使得高清摄像机3-7-4与模型件2-5同步运动功能，以及通过调整高清摄像机3-7-4的位置以满足不同模型件2-5及姿态角在静水和波浪环境下的着水轨迹捕捉功能。

可选地，如上所述的飞机着水模型空间运动轨迹及着水点捕捉系统中，

所述飞机着水模型空间运动轨迹及着水点捕捉系统，用于在空间运动轨迹试验过程中，由试验拖车1带动可伸缩电动推杆6-5和模型固定装置2在X轴方向运动，通过可伸缩电动推杆6-5对后端安装的光控触发器6-7所发出光控激光束608的触发，开启激光测距发生器XZ阵列6-2发射出激光束定位阵列6-1，从而在模型件2-5经过轨迹空间坐标系6-6区域时，采用激光束定位阵列6-1的测距功能捕获模型件2-5的坐标位置，并根据捕获的空间坐标点生成模型件2-5的运动轨迹，并且在可伸缩电动推杆6-5对前端安装的光控触发器6-7所发出光控激光束6-8的触发，关闭激光测距发生器XZ阵列6-2发射出激光束定位阵列6-1。

可选地，如上所述的飞机着水模型空间运动轨迹及着水点捕捉系统中，

所述飞机着水模型空间运动轨迹及着水点捕捉系统，还用于在模型着水点捕捉试验过程中，通过将可伸缩电动推杆6-5伸长至可与定载荷复位机构3-8实现磁性的位置，在模型固定装置2通过电磁脱钩器2-4脱离模型件2-5后，一方面，模型件2-5以一定速度和姿态开始迫降着水运动，另一方面，由试验拖车1带动可伸缩电动推杆6-5运动直至其端部的磁性拖曳件3-8-7与定载荷复位机构3-8中的磁性吸附件3-8-6吸附住，从而推动定载荷复位机构3-8带动着水点捕捉机构3-7与模型件2-5同步运动，以通过着水点捕捉机构3-7在同步运动过程中动态捕捉模型件2-5的着水点位置。

可选地，如上所述的飞机着水模型空间运动轨迹及着水点捕捉系统中，

所述飞机着水模型空间运动轨迹及着水点捕捉系统，还用于通过调整着水点捕捉机构3-7中清摄像机3-7-4的位置和俯仰角度，以对不同类模型件2-5的多种姿态角在波浪环境下进行着水点位置捕捉。

本发明的有益效果：本发明实施例提供的飞机着水模型空间运动轨迹及着水点捕捉系统，第一，通过提出一种飞机迫降着水监控的新方式，具有有效的监测模型空间运动动态坐标位置，同步捕捉模型的着水点的功能；第二，通过采用水动迫降试验模型固定装置中的电动缸支撑臂2-1，可以自动控制电动缸支撑臂的高度以满足不同模型件的安装要求，有较高的适应性；第三，通过提出轨迹空间坐标系捕捉子系统6，可以通过激光测距发生器XZ阵列6-2所产生等距的激光束定位阵列6-1有效的捕捉飞机模型件的Y轴位置，通过大量的空间坐标点生成模型的运动轨迹；第四，通过提出模型着水轨迹动态捕捉子系统，可以在监控区域与模型件同步运行，准确捕捉飞机模型的着水点位置，以弥补波浪环境下轨迹空间坐标系捕捉子系统的不足；第五，通过提出多自由度可调的着水点捕捉机构，具有四自由度运动功能，主要为X轴速度方向运动定位，X轴、Z轴的俯仰旋转运动定位，Y轴旋转运动定位，可以实现高清摄像机与模型件的同步运行，调整高兴摄像机的位置以满足不同模型件及姿态角在静水和波浪环境下的着水轨迹捕捉功能。

本发明实施例提供的技术方案具体具有以下有益效果：提出了一种飞机迫降着水监控的新方法，具有有效的监测模型件空间运动动态坐标位置，同步捕捉模型的着水点的功能，可以在静水与波浪环境下准确捕捉模型件迫降着水的位置，避免传统固定摄像和手持摄像机捕捉方式存在无法准确的判断飞机迫降试验时模型件的轨迹坐标系，投入成本大等不足，提高了试验的准确性与稳定性。

附图说明

附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。

图1为本发明实施例提供的一种飞机着水模型空间运动轨迹及着水点捕捉系统的整体结构示意图；

图2为图1所示实施例提供的飞机着水模型空间运动轨迹及着水点捕捉系统中轨迹空间坐标系捕捉子系统的结构示意图；

图3为图1所示实施例提供的飞机着水模型空间运动轨迹及着水点捕捉系统中轨迹空间坐标系捕捉子系统的结构示意图；

图4为图1所示实施例提供的飞机着水模型空间运动轨迹及着水点捕捉系统中模型固定装置的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的模型着水轨迹动态捕捉子系统中着水点捕捉机构的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的模型着水轨迹动态捕捉子系统中定载荷复位机构的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

上述背景技术中已经说明，目前针对着水监控常用的方法是通过固定的摄像系统或者手持式的摄像机来拍摄飞机模型迫降的运行姿态与着水部位。并且已说明上述现有模型着水监控方式所存在的各种问题。

针对上述现有现有模型着水监控方式所存在的问题，本发明实施例提供了一种飞机着水模型空间运动轨迹及着水点捕捉系统。

本发明提供以下几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。

图1为本发明实施例提供的一种飞机着水模型空间运动轨迹及着水点捕捉系统的整体结构示意图。

参照图1所示，本发明实施例提供的飞机着水模型空间运动轨迹及着水点捕捉系统的主要结构可以包括：试验拖车1、模型固定装置2、2组模型着水轨迹动态捕捉子系统3、试验水池5和轨迹空间坐标系捕捉子系统6。

如图1所示试验水池5池壁通常设置为水泥防水基建结构，试验水池5中用于布设形成试验水域4，试验水池5的一侧池壁上设置有螺栓连接法兰，可以通过螺栓将轨迹空间坐标系捕捉子系统6和模型着水轨迹动态捕捉子系统3固定安装于试验水池5的侧面。

图2为图1所示实施例提供的飞机着水模型空间运动轨迹及着水点捕捉系统中轨迹空间坐标系捕捉子系统的结构示意图。本发明实施例中轨迹空间坐标系捕捉子系统6的主要作用为：对模型件脱离模型固定装置2后的空间运动轨迹进行激光测距和计算，通过该轨迹空间坐标系捕捉子系统6的监控可以定量计算出模型件在着水迫降过程中的空间运动轨迹坐标。

该轨迹空间坐标系捕捉子系统6中设置有用于发射激光束定位阵列6-1的激光测距发生器XZ阵列6-2，且激光测距发生器阵列6-2的后端和前端分别安装有用于开启或关闭激光测距发生器阵列6-2的光控触发器6-7。

图3为图1所示实施例提供的飞机着水模型空间运动轨迹及着水点捕捉系统中轨迹空间坐标系捕捉子系统的结构示意图。本发明实施例中模型着水轨迹动态捕捉子系统3的主要作用为：对模型件脱离模型固定装置2后的着水点位置进行同步拍摄，以确认出模型件着水的准确位置点。

如图3所示，2组模型着水轨迹动态捕捉子系统3对称安装于试验水池5相对的两侧池壁，每组模型着水轨迹动态捕捉子系统3中设置有可沿滑轨线性运动的着水点捕捉机构3-7，通过刚性拖曳杆3-4与着水点捕捉机构3-7连接的定载荷复位机构3-8；其中，所述着水点捕捉机构3-7上设置有高清摄像机3-7-4，且高清摄像机3-7-4的拍摄角度可在不同方向上调节。

图4为图1所示实施例提供的飞机着水模型空间运动轨迹及着水点捕捉系统中模型固定装置的结构示意图。本发明实施例中的模型固定装置2的作用为：固定安装试验拖车1，并吊挂模型件2-5，将试验拖车1的运动提供给模型件。

本发明实施例中的模型固定装置2上固定安装试验拖车1，并通过其电磁脱钩器2-4吊挂连接模型件2-5，通过试验拖车1在试验水域4上方的运动带动模型固定装置2运动，并带动模型件2-5经过模型着水轨迹动态捕捉子系统3的激光阵列区域。

本发明实施例中的试验拖车1可以为四轮同步驱动，架设在试验水池5的试验水域4上方，沿轨迹空间坐标系捕捉子系统6的X轴方向运动。该试验拖车1的前端安装有垂向向下的可伸缩电动推杆6-5，该试验拖车1在试验水域4运动过程中，通过可伸缩电动推杆6-5对后端或前端光控触发器6-7的触发，相应开启或关闭激光测距发生器阵列6-2发射或关闭激光束定位阵列6-1。

本发明实施例中的模型件2-5着水迫降试验包括两部分内容：第一部分为模型件2-5着水迫降的运动轨迹生成，第二部分为模型件2-5着水迫降的着水点捕获。

第一部分的试验过程为：试验拖车1在试验水域4运动过程中，模型固定装置2通过电磁脱钩器2-4脱离模型件2-5，使得模型件2-5以一定速度着水迫降后，过所开启的激光束定位阵列6-1捕获模型件2-5的坐标位置，并根据捕获的空间坐标点生成模型件2-5的运动轨迹。

需要说明的是，本发明实施例中安装在试验拖车1前端的可伸缩电动推杆6-5实际上为沿轨迹空间坐标系捕捉子系统6中的一部分结构，用于通过其开启或关闭激光测距发生器XZ阵列6-2。在可伸缩电动推杆6-5经过后端光控触发器6-7时，表示试验拖车1将带动模型件2-5经过试验水域4以进行着水迫降，此时可以开启激光测距发生器XZ阵列6-2以发出激光束定位阵列6-1，在可伸缩电动推杆6-5经过前端光控触发器6-7时，表示试验拖车1以开出试验水域4，此时的模型件2-5通常也已经完成着水迫降，激光测距发生器XZ阵列6-2的测距任务也同样完成，此时可以关闭激光测距发生器XZ阵列6-2，这样有利于避免激光测距发生器XZ阵列6-2长时间工作消耗损坏。

第二部分的试验过程为：试验拖车1在试验水域4运动过程中，模型件2-5以一定速度着水迫降后，还通过可伸缩电动推杆6-5底端作用在模型着水轨迹动态捕捉子系统3的定载荷复位机构3-8上，在可伸缩电动推杆6-5的带动下使得定载荷复位机构3-8带动着水点捕捉机构3-7在其滑动区域内与模型件2-5同步运动，从而捕捉模型件2-5的着水点位置。

需要说明的是，本发明实施例中针对飞机结构强度的着水迫降试验，使用到的试验水域4主要包括：静水试验水域与波浪试验水域；其中，波浪试验水域中模型轨迹与着水点的捕捉是飞机水上迫降试验的关键点。一方面，静水试验水域可以通过轨迹空间坐标系捕捉子系统6的激光束定位阵列实时测量捕捉；另一方面，在波浪试验水域，激光测距发生器XZ阵列6-2只能至于波高及以上的池壁上，如果模型件着水在波高以外的地位，发射出的激光束定位阵列无法捕捉到模型件的着水部位，在该情况下，本发明实施例提供的飞机着水模型空间运动轨迹及着水点捕捉系统中，可以采用与模型件同步运动的着水点捕捉机构3-7以一定的角度准确的捕捉模型的着水点位置，弥补波浪工况下轨迹捕捉空间坐标系的不足。

采用本发明实施例提供的飞机着水模型空间运动轨迹及着水点捕捉系统进行试验的过程中，模型件随试验拖车以一定的速度运动至轨迹空间坐标系捕捉子系统6的阵列区域，固定在拖车底部的可伸缩电动推杆6-5触发后端的光控触发器6-7，此时，轨迹空间坐标系捕捉子系统6中的激光测距发生器XZ阵列6-2开启，发射激光束定位阵列6-1可开展轨迹测量；另外，模型件2-5在电磁脱钩器2-4的作用下，以一定速度脱钩开始迫降着水运动，此时固定在拖车底部的可伸缩电动推杆6-5作用在定位载荷复位机构3-8的磁性结构上，从而使得与定位载荷复位机构3-8具有硬连接的着水点捕捉机构3-7为一个整体沿线性滑轨与模型件开展近似的同步运动，并通过着水点捕捉机构3-7中同步运动的高清摄像机3-7-4实时捕捉到模型件2-5着水瞬间的着水点位置，弥补前述轨迹空间坐标系捕捉子系统6在波浪试验过程中因水面不平整无法捕捉着水瞬间的缺点。本发明实施例中的轨迹空间坐标系捕捉子系统6和模型着水轨迹动态捕捉子系统3这两种捕捉子系统，两个子系统相辅相成，可以在静水环境与波浪环境下准确的捕捉模型件的空间运动轨迹与模型件的准确着水点，为水载荷试验压力传感器的布置与模型件的局部优化设计提供基础的数据指导。

在本发明实施例的一种实现方式中，如图1所示，试验拖车1可以通过轨道定位于试验水池5的池壁结构上端，从而通过试验拖车1开展直线高速运动，模型固定装置2的固定支架通过螺栓固定于试验拖车1的下端、模型着水轨迹动态捕捉子系统3螺栓紧固于试验水池5池壁结的侧面，试验水域4可以采用静水与波浪两种工况，试验水池5的池壁结构可以采用水泥防水基建，侧壁有螺栓连接法兰，可以该螺栓连接法兰可以将轨迹空间坐标系捕捉子系统6螺栓紧固于试验水池5的池壁结构侧面，至于水面或波高以上。

在本发明实施例的一种实现方式中，如图4所示，为本发明实施例中模型固定装置的具体结构。该模型固定装置2具体为水动迫降试验模型固定装置，该装置包括：2个电动缸支撑臂2-1、拖车底盘固定支架2-2、尾端支撑杆2-3、电磁脱钩器2-4和模型件2-5。

该实现方式中，2个电动缸支撑臂2-1左、右对称安装于拖车底盘固定支架2-2两侧，通过螺栓固定于2-2的下端，电磁脱钩器2-4通过螺栓紧固安装在拖车底盘固定支架2-2的下端面，拖车底盘固定支架2-2与试验拖车1的底部通过螺栓固定连接，主要起定位固定电动缸支撑臂2-1的作用，尾端支撑杆2-3通过螺栓固定连接在试验拖车1的后端，主要起支撑模型2-5尾端，调整姿态角的作用。需要说明的是，2个电动缸支撑臂2-1的安装间距为根据模型件2-5翼展铰接固定点宽度所确定的，具体的，通过拖车底盘固定支架2-2固定安装的2个电动缸支撑臂2-1的横向位置可以根据不同模型件2-5翼展铰接固定点宽度的需要进行横向移动固定，这样，可以使得该模型固定装置2适用于不同型号的模型件2-5。通过电磁脱钩器2-4吊挂连接模型件2-5的重心位置，并通过2个电动缸支撑臂2-1和尾端支撑杆2-3与模型件2-5的接触实施三点支撑定位，以及调节模型件2-5的姿态角

该实现方式提供的模型固定装置2在试验过程中的应用方式为：由于模型件2-5通过电磁脱钩装置2-4拉住重心位置，并通过左右两个对称的电动缸支撑臂2-1以及尾端支撑结构2-3三点支撑定位，试验时模型固定装置2随试验拖车1一起运动；试验拖车1运动过程中，在模型件2-5以一定速度到达轨迹空间坐标系捕捉子系统6区域时开展脱钩，具体通过电磁脱钩器2-4脱离模型件2-5，从而使模型件2-5以一定速度与姿态角着水迫降。

在本发明实施例的一种实现方式中，如图3所示，为本发明实施例中1组模型着水轨迹动态捕捉子系统的具体结构。该模型着水轨迹动态捕捉子系统3包括：线性滑轨定位座3-1、双列线轨3-2、多个线性滑块3-3、刚性拖曳杆3-4、紧固件3-5、2个缓冲座3-6、着水点捕捉机构3-7和定载荷复位机构3-8。

该实现方式中，2个线性滑轨定位座3-1通过紧固件3-5对称安装在试验水池5相对的两侧池壁上，2个双列线轨3-2通过螺栓分别安装在2个线性滑轨定位座3-1相对一侧的端面上，线性滑轨定位座3-1的前端和后端分别安装1个缓冲座3-6，线性滑块3-3共计4个配合安装在双列线轨3-2上，线性滑块3-3的数量例如为4个，着水点捕捉机构3-7通过螺栓固定安装于4个线性滑块3-3上，且着水点捕捉机构3-7可以通过4个线性滑块3-3在双列线轨3-2上线性滑动，刚性拖曳杆3-4的一端焊接在着水点捕捉机构3-7上，另一端通过螺栓固定安装在定载荷复位机构3-8上。其中，紧固件3-5例如为L型的金属角片，缓冲座3-6为液压缓冲座，其中1个缓冲座3-6采用螺栓紧固于线性滑轨定位座3-1的前端，另1个缓冲座3-6采用螺栓紧固于线性滑轨定位座3-1的后端，用于通过2个缓冲座3-6限定着水点捕捉机构3-7在双列线轨3-2上滑动的范围。

上述已经说明，着水点捕捉机构3-7和定载荷复位机构3-8通过刚性拖曳杆3-4硬连接，因此，这三部分结构可以沿双列线轨3-2在试验拖车1的运动方向上同步运动，并通过缓冲座3-6限制着水点捕捉机构3-7的运动行程。

进一步地，该实现方式中的着水点捕捉机构3-7具有四自由度调节功能，能在波浪环境准确捕捉到模型件2-5的着水点、定载荷复位机构3-8通过螺栓与刚性拖曳杆3-4连接，由试验拖车1带动可伸缩电动推杆6-5，在一定载荷作用下可伸缩电动推杆6-5下端可带动定载荷复位机构3-8中的定载荷复位杆3-8-4沿铰接支撑座3-8-2做旋转运动，从而在旋转到一定角度后，可伸缩电动推杆6-5可以通过试验拖车1的拖拽与定载荷复位杆3-8-4分离，从而使得着水点捕捉机构3-7和定载荷复位机构3-8停止运动，

在本发明实施例的一种实现方式中，如图5所示，为本发明实施例提供的模型着水轨迹动态捕捉子系统中着水点捕捉机构的结构示意图。该着水点捕捉机构3-7包括：俯仰角度调节底座3-7-1、底座转接板3-7-2、俯仰角度调节支座3-7-3、高清摄像机3-7-4、旋转角度调节支座3-7-5和拖曳连接件3-7-6。

该实现方式中，俯仰角度调节底座3-7-1通过螺栓安装在底座转接板3-7-2上，俯仰角度调节支座3-7-3与俯仰角度调节底座3-7-1通过螺栓连接，并且俯仰角度调节支座3-7-3可沿连接螺栓轴向调节俯仰姿态。另外，高清摄像机3-7-4通过螺栓紧固在旋转角度调节支座3-7-5上端面，通过旋转角度调节支座3-7-5安装在俯仰角度调节支座3-7-3上，且通过旋转角度调节支座3-7-5与俯仰角度调节支座3-7-3的安装面调整高清摄像机3-7-4的安装角度。在具体实现中，旋转角度调节支座3-7-5上端面具有周向均布的定位孔，与俯仰角度调节支座3-7-3上周向均布的定位孔通过螺栓紧固安装，具有调节角度安装的功能。

设置为直角结构的拖曳连接件3-7-6的一端面通过螺栓固定安装在底座转接板3-7-2接近定载荷复位机构3-8一侧的上端面，垂直的另一端面与刚性拖曳杆3-4焊接固定；

该实现方式中提供的着水点捕捉机构3-7整体通过底座转接板3-7-2固定连接在如图3所示一侧模型着水轨迹动态捕捉子系统3的4个线性滑块3-3上。

在本发明实施例的一种实现方式中，如图6所示，为本发明实施例提供的模型着水轨迹动态捕捉子系统中定载荷复位机构的结构示意图。该定载荷复位机构3-8包括：弹簧固定座3-8-1、铰接支撑座3-8-2、复位弹簧3-8-3、定载荷复位杆3-8-4、弹性缓冲器3-8-5、磁性吸附件3-8-6和磁性拖曳件3-8-7。

该实现方式中，弹簧固定座3-8-1为双耳片金属座结构，且具有2个双耳结构的弹簧固定座3-8-1，所述铰接支撑座3-8-2的底座固定连接在刚性拖曳杆3-4的端部，铰接端与定载荷复位杆3-8-4的一端铰接，使得定载荷复位杆3-8-4可沿铰接轴转动；定载荷复位杆3-8-4的另一端内侧固定安装有弹性缓冲器3-8-5，弹性缓冲器3-8-5的端部通过螺栓固定连接有磁性吸附件3-8-6，用于在试验过程中，通过磁性吸附件3-8-6与可伸缩电动推杆6-5端部设置的磁性拖曳件3-8-7实现磁性吸附作用，从而使得定载荷复位机构3-8在可伸缩电动推杆6-5的推动下，拉动着水点捕捉机构3-7在X轴方向上同步运动。需要说明的是，刚性拖曳杆等结构3-4的一端与底座转接结构3-7-2焊接，另一端与铰接支撑座3-8-2的端部螺栓安装固定；磁性拖曳件3-8-7螺栓固定在可伸缩电动推杆6-5的下端。

其中1个弹簧固定座3-8-1安装在刚性拖曳杆3-4侧端面，另1个弹簧固定座3-8-1安装在定载荷复位杆3-8-4侧端面，复位弹簧3-8-3安装在两个弹簧固定座3-8-1之间，以对与刚性拖曳杆3-4铰接的定载荷复位杆3-8-4提供向内侧的拉紧力，并在试验拖车1带动可伸缩电动推杆6-5推动定载荷复位杆3-8-4的作用力下拉伸复位弹簧3-8-3，从而使得定载荷复位杆3-8-4沿铰接轴转动，在试验拖车1的继续运动使得磁性拖曳件3-8-7脱离磁性吸附件3-8-6后，通过安装在前端的缓冲座3-6的限制作用使得着水点捕捉机构3-7和定载荷复位机构3-8停止运动。

该实现方式在具体实施中，由于复位弹簧3-8-3安装在两个弹簧固定座3-8-1之间，且由于定载荷复位杆3-8-4与铰接支撑座3-8-2固定具有旋转运动功能。在定载荷复位杆3-8-4首次到达载荷大于线性滑轨滑动摩擦力的3倍时，复位弹簧3-8-3发生较大的弹性伸长，定载荷复位杆3-8-4可以旋转较大角度，便于磁性拖曳件3-8-7与磁性吸附件3-8-6的脱离，从而使得着水点捕捉机构3-7可以减速停止。

在本发明实施例的一种实现方式中，如图2所示，为本发明实施例提供的飞机着水模型空间运动轨迹及着水点捕捉系统中轨迹空间坐标系捕捉子系统的具体结构。该轨迹空间坐标系捕捉子系统6具体包括：激光测距发生器XZ阵列6-2，定位板固定座6-3、发生器XOZ面定位座6-4、可伸缩电动推杆6-5和2个光控触发器6-7。

如图2所示结构中，定位板固定座6-3通过螺栓将发生器XOZ面定位座6-4固定安装在试验水池5侧壁的螺栓连接法兰上；所述激光测距发生器XZ阵列6-2中等间距阵列排布的各激光测距发生器固定安装在发生器XOZ面定位座6-4上，即具体布置在试验水域4的迫降着水区域，用于发出激光束定位阵列6-1；所述发生器XOZ面定位座6-4在X轴方向上的后端和前端分别安装有1个光控触发器6-7，用于发出光控激光束6-8。

该实现方式中，可伸缩电动推杆6-5具体安装在试验拖车1的前端，并可沿Z轴方向上下伸缩运动，端部设置有用于与定载荷复位机构3-8形成磁性作用从而推动其同步运动的磁性拖曳件3-8-7。另外，试验过程中，该可伸缩电动推杆6-5具有触发光控触发结6-7的功能，以及开启或关闭激光测距发生器XZ阵列6-2的激光束定位阵列6-1功能，还具有吸住磁性结构3-8-6的功能。

对于图2所示的轨迹空间坐标系捕捉子系统6，设定试验拖车1在试验水域4的运动方向为X轴方向，垂直X轴向试验水域4的方向为Z轴方向，激光束定位阵列6-1和光控激光束6-8的发射方向为Y轴方向，所述轨迹空间坐标系捕捉子系统6的安装面和所发射的激光束形成轨迹空间坐标系6-6。

本发明上述实施例中的着水点捕捉机构3-7，具有四自由度运动功能，包括：沿X轴方向的滑动运动定位，X轴、Z轴的俯仰旋转运动定位，Y轴旋转运动定位；从而使得高清摄像机3-7-4与模型件2-5同步运动功能，以及通过调整高清摄像机3-7-4的位置以满足不同模型件2-5及姿态角在静水和波浪环境下的着水轨迹捕捉功能。

采用本发明上述各实施例提供的飞机着水模型空间运动轨迹及着水点捕捉系统开展迫降着水试验时，通过可伸缩电动推杆6-5的上下伸缩功能将磁性拖曳件3-8-7放下，从而在试验过程中可以推动定载荷复位机构3-8和着水点捕捉机构与试验拖车1同步向前运动。试验的具体实施方式包括：

在空间运动轨迹试验过程中，由试验拖车1带动可伸缩电动推杆6-5和模型固定装置2在X轴方向运动，通过可伸缩电动推杆6-5对后端安装的光控触发器6-7所发出光控激光束608的触发，开启激光测距发生器XZ阵列6-2发射出激光束定位阵列6-1，从而在模型件2-5经过轨迹空间坐标系6-6区域时，采用激光束定位阵列6-1的测距功能捕获模型件2-5的坐标位置，并根据捕获的空间坐标点生成模型件2-5的运动轨迹，并且在可伸缩电动推杆6-5对前端安装的光控触发器6-7所发出光控激光束6-8的触发，关闭激光测距发生器XZ阵列6-2发射出激光束定位阵列6-1，以避免激光测距发生器XZ阵列6-2长时间工作消耗损坏。

在模型着水点捕捉试验过程中，通过将可伸缩电动推杆6-5伸长至可与定载荷复位机构3-8实现磁性的位置，在模型固定装置2通过电磁脱钩器2-4脱离模型件2-5后，一方面，模型件2-5以一定速度和姿态开始迫降着水运动，另一方面，由试验拖车1带动可伸缩电动推杆6-5运动直至其端部的磁性拖曳件3-8-7与定载荷复位机构3-8中的磁性吸附件3-8-6吸附住，从而推动定载荷复位机构3-8带动着水点捕捉机构3-7与模型件2-5同步运动，以通过着水点捕捉机构3-7在同步运动过程中动态捕捉模型件2-5的着水点位置。

进一步的，在模型着水点捕捉试验中，通过调整着水点捕捉机构3-7中清摄像机3-7-4的位置和俯仰角度，以对不同类模型件2-5的多种姿态角在波浪环境下进行着水点位置捕捉。

本发明实施例提供的飞机着水模型空间运动轨迹及着水点捕捉系统，第一，通过提出一种飞机迫降着水监控的新方式，具有有效的监测模型空间运动动态坐标位置，同步捕捉模型的着水点的功能；第二，通过采用水动迫降试验模型固定装置中的电动缸支撑臂2-1，可以自动控制电动缸支撑臂的高度以满足不同模型件的安装要求，有较高的适应性；第三，通过提出轨迹空间坐标系捕捉子系统6，可以通过激光测距发生器XZ阵列6-2所产生等距的激光束定位阵列6-1有效的捕捉飞机模型件的Y轴位置，通过大量的空间坐标点生成模型的运动轨迹；第四，通过提出模型着水轨迹动态捕捉子系统，可以在监控区域与模型件同步运行，准确捕捉飞机模型的着水点位置，以弥补波浪环境下轨迹空间坐标系捕捉子系统的不足；第五，通过提出多自由度可调的着水点捕捉机构，具有四自由度运动功能，主要为X轴速度方向运动定位，X轴、Z轴的俯仰旋转运动定位，Y轴旋转运动定位，可以实现高清摄像机与模型件的同步运行，调整高兴摄像机的位置以满足不同模型件及姿态角在静水和波浪环境下的着水轨迹捕捉功能。

本发明实施例提供的技术方案具体具有以下有益效果：提出了一种飞机迫降着水监控的新方法，具有有效的监测模型件空间运动动态坐标位置，同步捕捉模型的着水点的功能，可以在静水与波浪环境下准确捕捉模型件迫降着水的位置，避免传统固定摄像和手持摄像机捕捉方式存在无法准确的判断飞机迫降试验时模型件的轨迹坐标系，投入成本大等不足，提高了试验的准确性与稳定性。

虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (9)

1.一种飞机着水模型空间运动轨迹及着水点捕捉系统，其特征在于，包括：试验拖车(1)、模型固定装置(2)、2组模型着水轨迹动态捕捉子系统(3)、试验水池(5)和轨迹空间坐标系捕捉子系统(6)；

其中，所述试验水池(5)中用于布设试验水域(4)，试验水池(5)的一侧池壁上设置有螺栓连接法兰，用于通过螺栓将轨迹空间坐标系捕捉子系统(6)和模型着水轨迹动态捕捉子系统(3)固定安装于试验水池(5)的侧面；

所述轨迹空间坐标系捕捉子系统(6)中设置有用于发射激光束定位阵列(6-1)的激光测距发生器XZ阵列(6-2)，且激光测距发生器XZ阵列(6-2)的后端和前端分别安装有用于开启或关闭激光测距发生器XZ阵列(6-2)的光控触发器(6-7)；

所述2组模型着水轨迹动态捕捉子系统(3)对称安装于试验水池(5)相对的两侧池壁，每组模型着水轨迹动态捕捉子系统(3)中设置有可沿滑轨线性运动的着水点捕捉机构(3-7)，通过刚性拖曳杆(3-4)与着水点捕捉机构(3-7)连接的定载荷复位机构(3-8)；其中，所述着水点捕捉机构(3-7)上设置有高清摄像机(3-7-4)，且高清摄像机(3-7-4)的拍摄角度可在不同方向上调节；

所述模型固定装置(2)上固定安装试验拖车(1)，并通过其电磁脱钩器(2-4)吊挂连接模型件(2-5)，通过试验拖车(1)在试验水域(4)上方的运动带动模型固定装置(2)运动，并带动模型件(2-5)经过模型着水轨迹动态捕捉子系统(3)的激光阵列区域；

所述试验拖车(1)的前端安装有垂向向下的可伸缩电动推杆(6-5)，用于试验拖车(1)在试验水域(4)运动过程中，通过可伸缩电动推杆(6-5)对后端或前端光控触发器(6-7)的触发，相应开启或关闭激光测距发生器XZ阵列(6-2)发射或关闭激光束定位阵列(6-1)；

所述模型固定装置(2)通过电磁脱钩器(2-4)脱离模型件(2-5)，使得模型件(2-5)以一定速度着水迫降后，通过所开启的激光束定位阵列(6-1)捕获模型件(2-5)的坐标位置，并根据捕获的空间坐标点生成模型件(2-5)的运动轨迹；所述模型件(2-5)以一定速度着水迫降后，还通过继续运动的试验拖车(1)带动可伸缩电动推杆(6-5)底端作用在模型着水轨迹动态捕捉子系统(3)的定载荷复位机构(3-8)上，在可伸缩电动推杆(6-5)的带动下使得定载荷复位机构(3-8)带动着水点捕捉机构(3-7)在其滑动区域内与模型件(2-5)同步运动，从而捕捉模型件(2-5)的着水点位置；

所述模型固定装置(2)包括：2个电动缸支撑臂(2-1)、拖车底盘固定支架(2-2)、尾端支撑杆(2-3)、电磁脱钩器(2-4)和模型件(2-5)；

其中，2个电动缸支撑臂(2-1)对称安装于拖车底盘固定支架(2-2)两侧，2个电动缸支撑臂(2-1)的安装间距为根据模型件(2-5)翼展铰接固定点宽度所确定的；电磁脱钩器(2-4)通过螺栓紧固安装在拖车底盘固定支架(2-2)的下端面，试验拖车(1)的底部通过螺栓固定连接在拖车底盘固定支架(2-2)上，尾端支撑杆(2-3)通过螺栓固定连接在试验拖车(1)的后端；

所述模型固定装置(2)，用于通过电磁脱钩器(2-4)吊挂连接模型件(2-5)的重心位置，并通过2个电动缸支撑臂(2-1)和尾端支撑杆(2-3)与模型件(2-5)的接触实施三点支撑定位，以及调节模型件(2-5)的姿态角；还用于在模型着水试验过程中通过电磁脱钩器(2-4)脱离模型件(2-5)，以使得模型件(2-5)以一定速度和姿态开始迫降着水运动。

2.根据权利要求1所述的飞机着水模型空间运动轨迹及着水点捕捉系统，其特征在于，所述模型着水轨迹动态捕捉子系统(3)包括：线性滑轨定位座(3-1)、双列线轨(3-2)、多个线性滑块(3-3)、刚性拖曳杆(3-4)、紧固件(3-5)、2个缓冲座(3-6)、着水点捕捉机构(3-7)和定载荷复位机构(3-8)；

其中，2个线性滑轨定位座(3-1)通过紧固件(3-5)对称安装在试验水池(5)相对的两侧池壁上，2个双列线轨(3-2)分别安装在2个线性滑轨定位座(3-1)相对一侧的端面上，线性滑轨定位座(3-1)的前端和后端分别安装1个缓冲座(3-6)，着水点捕捉机构(3-7)通过多个线性滑块(3-3)活动安装于双列线轨(3-2)上，刚性拖曳杆(3-4)的一端焊接在着水点捕捉机构(3-7)上，另一端通过螺栓固定安装在定载荷复位机构(3-8)上；

通过刚性拖曳杆(3-4)硬连接的着水点捕捉机构(3-7)和定载荷复位机构(3-8)，用于沿双列线轨(3-2)在试验拖车(1)的运动方向上同步运动，并通过缓冲座(3-6)限制着水点捕捉机构(3-7)的运动行程。

3.根据权利要求2所述的飞机着水模型空间运动轨迹及着水点捕捉系统，其特征在于，所述着水点捕捉机构(3-7)包括：俯仰角度调节底座(3-7-1)、底座转接板(3-7-2)、俯仰角度调节支座(3-7-3)、高清摄像机(3-7-4)、旋转角度调节支座(3-7-5)和拖曳连接件(3-7-6)；

俯仰角度调节底座(3-7-1)通过螺栓安装在底座转接板(3-7-2)上，俯仰角度调节支座(3-7-3)与俯仰角度调节底座(3-7-1)通过螺栓连接，并且俯仰角度调节支座(3-7-3)可沿连接螺栓轴向调节俯仰姿态；高清摄像机(3-7-4)通过旋转角度调节支座(3-7-5)安装在俯仰角度调节支座(3-7-3)上，且通过旋转角度调节支座(3-7-5)与俯仰角度调节支座(3-7-3)的安装面调整高清摄像机(3-7-4)的安装角度；

设置为直角结构的拖曳连接件(3-7-6)的一端面固定安装在底座转接板(3-7-2)接近定载荷复位机构(3-8)一侧的上端面，垂直的另一端面与刚性拖曳杆(3-4)焊接固定；

所述着水点捕捉机构(3-7)整体通过底座转接板(3-7-2)固定连接在一侧模型着水轨迹动态捕捉子系统(3)的线性滑块(3-3)上。

4.根据权利要求3所述的飞机着水模型空间运动轨迹及着水点捕捉系统，其特征在于，所述定载荷复位机构(3-8)包括：2个双耳结构的弹簧固定座(3-8-1)、铰接支撑座(3-8-2)、复位弹簧(3-8-3)、定载荷复位杆(3-8-4)、弹性缓冲器(3-8-5)、磁性吸附件(3-8-6)和磁性拖曳件(3-8-7)；

所述铰接支撑座(3-8-2)的底座固定连接在刚性拖曳杆(3-4)的端部，铰接端与定载荷复位杆(3-8-4)的一端铰接，使得定载荷复位杆(3-8-4)可沿铰接轴转动；定载荷复位杆(3-8-4)的另一端内侧固定安装有弹性缓冲器(3-8-5)，弹性缓冲器(3-8-5)的端部设置有磁性吸附件(3-8-6)，用于在试验过程中，通过磁性吸附件(3-8-6)与可伸缩电动推杆(6-5)端部设置的磁性拖曳件(3-8-7)实现磁性吸附作用，从而使得定载荷复位机构(3-8)在可伸缩电动推杆(6-5)的推动下，拉动着水点捕捉机构(3-7)在X轴方向上同步运动；

其中1个弹簧固定座(3-8-1)安装在刚性拖曳杆(3-4)侧端面，另1个弹簧固定座(3-8-1)安装在定载荷复位杆(3-8-4)侧端面，复位弹簧(3-8-3)安装在两个弹簧固定座(3-8-1)之间，以对与刚性拖曳杆(3-4)铰接的定载荷复位杆(3-8-4)提供向内侧的拉紧力，并在试验拖车(1)带动可伸缩电动推杆(6-5)推动定载荷复位杆(3-8-4)的作用力下拉伸复位弹簧(3-8-3)，从而使得定载荷复位杆(3-8-4)沿铰接轴转动，在试验拖车(1)的继续运动使得磁性拖曳件(3-8-7)脱离后，通过安装在前端的缓冲座(3-6)的限制作用使得着水点捕捉机构(3-7)和定载荷复位机构(3-8)停止运动。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的飞机着水模型空间运动轨迹及着水点捕捉系统，其特征在于，

所述轨迹空间坐标系捕捉子系统(6)包括：激光测距发生器XZ阵列(6-2)，定位板固定座(6-3)、发生器XOZ面定位座(6-4)、可伸缩电动推杆(6-5)和2个光控触发器(6-7)；

所述定位板固定座(6-3)通过螺栓将发生器XOZ面定位座(6-4)固定安装在试验水池(5)侧壁的螺栓连接法兰上；所述激光测距发生器XZ阵列(6-2)中等间距阵列排布的各激光测距发生器固定安装在发生器XOZ面定位座(6-4)上，用于发出激光束定位阵列(6-1)；所述发生器XOZ面定位座(6-4)在X轴方向上的后端和前端分别安装有1个光控触发器(6-7)，用于发出光控激光束(6-8)；

所述可伸缩电动推杆(6-5)具体安装在试验拖车(1)的前端，且可沿Z轴方向上下伸缩运动，端部设置有用于与定载荷复位机构(3-8)形成磁性作用从而推动其同步运动的磁性拖曳件(3-8-7)。

6.根据权利要求5所述的飞机着水模型空间运动轨迹及着水点捕捉系统，其特征在于，

设定试验拖车(1)在试验水域(4)的运动方向为X轴方向，垂直X轴向试验水域(4)的方向为Z轴方向，激光束定位阵列(6-1)和光控激光束(6-8)的发射方向为Y轴方向，所述轨迹空间坐标系捕捉子系统(6)的安装面和所发射的激光束形成轨迹空间坐标系(6-6)；

所述着水点捕捉机构(3-7)，具有四自由度运动功能，包括：沿X轴方向的滑动运动定位，X轴、Z轴的俯仰旋转运动定位，Y轴旋转运动定位；从而使得高清摄像机(3-7-4)与模型件(2-5)同步运动功能，以及通过调整高清摄像机(3-7-4)的位置以满足不同模型件(2-5)及姿态角在静水和波浪环境下的着水轨迹捕捉功能。

7.根据权利要求6所述的飞机着水模型空间运动轨迹及着水点捕捉系统，其特征在于，

所述飞机着水模型空间运动轨迹及着水点捕捉系统，用于在空间运动轨迹试验过程中，由试验拖车(1)带动可伸缩电动推杆(6-5)和模型固定装置(2)在X轴方向运动，通过可伸缩电动推杆(6-5)对后端安装的光控触发器(6-7)所发出光控激光束(608)的触发，开启激光测距发生器XZ阵列(6-2)发射出激光束定位阵列(6-1)，从而在模型件(2-5)经过轨迹空间坐标系(6-6)区域时，采用激光束定位阵列(6-1)的测距功能捕获模型件(2-5)的坐标位置，并根据捕获的空间坐标点生成模型件(2-5)的运动轨迹，并且在可伸缩电动推杆(6-5)对前端安装的光控触发器(6-7)所发出光控激光束(6-8)的触发，关闭激光测距发生器XZ阵列(6-2)发射出激光束定位阵列(6-1)。

8.根据权利要求7所述的飞机着水模型空间运动轨迹及着水点捕捉系统，其特征在于，

所述飞机着水模型空间运动轨迹及着水点捕捉系统，还用于在模型着水点捕捉试验过程中，通过将可伸缩电动推杆(6-5)伸长至可与定载荷复位机构(3-8)实现磁性的位置，在模型固定装置(2)通过电磁脱钩器(2-4)脱离模型件(2-5)后，一方面，模型件(2-5)以一定速度和姿态开始迫降着水运动，另一方面，由试验拖车(1)带动可伸缩电动推杆(6-5)运动直至其端部的磁性拖曳件(3-8-7)与定载荷复位机构(3-8)中的磁性吸附件(3-8-6)吸附住，从而推动定载荷复位机构(3-8)带动着水点捕捉机构(3-7)与模型件(2-5)同步运动，以通过着水点捕捉机构(3-7)在同步运动过程中动态捕捉模型件(2-5)的着水点位置。

9.根据权利要求8所述的飞机着水模型空间运动轨迹及着水点捕捉系统，其特征在于，

所述飞机着水模型空间运动轨迹及着水点捕捉系统，还用于通过调整着水点捕捉机构(3-7)中高清摄像机(3-7-4)的位置和俯仰角度，以对不同类模型件(2-5)的多种姿态角在波浪环境下进行着水点位置捕捉。