CN116443266A - 一种飞机起落架应急断离动态试验装置 - Google Patents

一种飞机起落架应急断离动态试验装置 Download PDF

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Abstract

本申请属于飞机地面试验领域,为一种飞机起落架应急断离动态试验装置,包括试验台架、提升释放机构、吊篮、随动带转装置、试验件和地面载荷测量装置;在进行应急断离动态试验时,先控制提升释放机构将试验件吊起至设定的高度,而后控制提升释放机构将吊篮放下,吊篮跟随试验件一块下落,在下落过程中随动带转装置控制机轮转动,以模拟起落架的真实下落情况,最后试验件落到地面载荷测量装置上,此时通过断离载荷测量装置传感器测量试验件的断离载荷,通过地面载荷测量装置上的感应元件测量试验件的载荷,通过模拟飞机应急着陆时的超载情况,能够研究起落架应急断离轴销的断离载荷、断离顺序及起落架系统断离后的运动轨迹等。

Description

一种飞机起落架应急断离动态试验装置
技术领域
本申请属于飞机地面试验领域,特别涉及一种飞机起落架应急断离动态试验装置。
背景技术
起落架作为飞机的重要承力构件,在飞机的起降过程当中,具有极其重要的作用。在民用飞机的设计过程中,为了减轻事故的严重程度,避免给机组人员及乘客带来严重伤害,国外相关的机型如空客的A320、波音的B737等型号飞机往往在主起落架结构与机翼连接处采用应急断离设计,在起落架结构承受大过载的情况下,实现起落架与机翼结构的安全分离,避免起落架扯破机翼油箱造成燃油泄漏等危险,降低事故对机组人员的伤害。对于运输类飞机而言,起落架应急断离设计应经试验验证,满足适航要求。
现在国际上通用的起落架应急断离设计适航符合性验证工作主要是以计算分析(MOC2)的方法进行,再补充应急断离保险销的静强度试验。其中,计算分析的方法主要是利用分析和计算说明在过载条件下,不会由于起落架的失效导致机翼油箱破裂,从而造成足够量燃油泄漏而引起火灾,分析需要表明在不同的过载条件下(阻力与垂直力的比值,侧向力与垂直力的比值),起落架主结构、主翼盒结构(包括油箱)的破坏强度高于起落架结构保险销。
随着民用飞机安全性能要求的提高,单纯以起落架系统计算的验证方法已不能满足研究、验证需求,须以起落架系统级别的动态试验方法验证起落架在应急着陆超载情况下的应急断离能力。
因此如何对起落架在应急着陆超载情况下的应急断离能力进行验证是一个需要解决的问题。
发明内容
本申请的目的是提供了一种飞机起落架应急断离动态试验装置,以解决现有技术中仅通过起落架系统的计算验证不能满足现在的安全性能要求的问题。
本申请的技术方案是:一种飞机起落架应急断离动态试验装置,包括试验台架、提升释放机构、吊篮、随动带转装置、试验件和地面载荷测量装置;所述提升释放机构设于试验台架上,所述吊篮与提升释放机构相连并且提升释放机构能够带动吊篮上下移动,所述吊篮内设有配重块;所述试验件连接于吊篮的下方,所述随动带转装置连接于吊篮和试验件之间,所述随动带转装置能够带动试验件上的机轮转动,所述地面载荷测量装置设于试验件的正下方,所述地面载荷测量装置内设有感应元件,所述试验件与吊篮之间连接有接有能够实时测量应急断离轴销的载荷的断离载荷测量传感器。
优选地,还包括应急断离保护系统,所述应急断离保护系统包括软吊带,所述软吊带共有四组并沿着试验件的周向均匀布设,所述吊篮上设有吊环,所述试验件的支柱上设有轴销孔,每组所述软吊带均连接于吊篮上的吊环和试验件上的轴销孔之间。
优选地,还包括应急断离保护系统,所述应急断离保护系统包括软吊带,所述软吊带共有四组并沿着试验件的周向均匀布设,所述吊篮和试验件上设有吊环,每组所述软吊带均连接于吊篮上的吊环和试验件上的吊环之间。
优选地,所述提升释放装置包括提升电机、钢丝绳和释放锁;所述提升电机设于试验台架上,所述提升电机的转轴上设有链齿轮,所述释放锁与吊篮相连,所述钢丝绳的上端固定于试验台架上、中部与链齿轮相连、下端与释放锁相连。
优选地,所述地面载荷测量装置包括道面模拟层、三向测力平台和扩展保护平台;所述道面模拟层与试验件正对设置,所述道面模拟层为矩形结构,所述三向测力平台连接于道面模拟层的下方,所述扩展保护平台为开口环形环形结构,所述扩展保护平台环绕道面模拟层设置。
优选地,还包括仿升力模拟装置,所述仿升力模拟装置包括仿升筒,所述仿升筒共有多组并均设于吊篮的下方,所述仿升筒的顶部设有缓冲垫,当试验件与地面载荷测量装置相接后,而后缓冲垫与吊篮相抵。
优选地,还包括非接触测量系统,所述非接触测量系统包括支架和设于支架顶部的高速摄像机,所述高速摄像机设于地面载荷测量装置的一侧。
本申请的一种飞机起落架应急断离动态试验装置,包括试验台架、提升释放机构、吊篮、随动带转装置、试验件和地面载荷测量装置;在进行应急断离动态试验时,先控制提升释放机构将试验件吊起至设定的高度,而后控制提升释放机构将吊篮放下,吊篮跟随试验件一块下落,在下落过程中随动带转装置控制机轮转动,以模拟起落架的真实下落情况,最后试验件落到地面载荷测量装置上,此时通过断离载荷测量装置传感器测量试验件的断离载荷,通过地面载荷测量装置上的感应元件测量试验件的载荷,通过模拟飞机应急着陆时的超载情况,能够研究起落架应急断离轴销的断离载荷、断离顺序及起落架系统断离后的运动轨迹等。
附图说明
为了更清楚地说明本申请提供的技术方案,下面将对附图作简单地介绍。显而易见地,下面描述的附图仅仅是本申请的一些实施例。
图1为本申请整体结构主视图;
图2为本申请整体结构侧视图;
图3为本申请地面载荷测量装置结构示意图。
1、试验台架;2、提升释放机构;3、吊篮;4、断离载荷测量传感器;5、随动带转装置;6、软吊带;7、仿升力模拟装置;8、高速摄像机;9、配重块;10、试验件;11、伺服电机;12、皮带;13、带转盘;14、地面载荷测量装置;15、道面模拟层;16、三向测力平台;17、扩展保护平台;18、地基。
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。
一种飞机起落架应急断离动态试验装置,如图1-2所示,包括试验台架1、提升释放机构2、吊篮3、随动带转装置5、试验件10和地面载荷测量装置14。
试验台架1,为主要的安装基础及承力结构。提升释放机构2可为吊篮3提供运动导向,使其可沿垂向自由运动,试验时起落架所受载荷经由吊篮3传递至试验台架1承载。
提升释放机构2设于试验台架1上,吊篮3与提升释放机构2相连并且提升释放机构2能够带动吊篮3上下移动,吊篮3内设有配重块9,吊篮3为试验件10的安装基础,添加配重块9可模拟起落架当量质量,可沿试验台架1垂直自由运动,在一定高度释放可模拟起落架垂直触地速度,吊篮3及起落架共同构成试验落体系统。
试验件10连接于吊篮3的下方,试验件10即为起落架,包括机轮、支柱等结构,随动带转装置5连接于吊篮3和试验件10之间,随动带转装置5能够带动试验件10上的机轮转动,地面载荷测量装置14设于试验件10的正下方,地面载荷测量装置14的下方即为地基18,地面载荷测量装置14内设有感应元件,试验件10与吊篮3之间连接有断离载荷测量传感器4,断离载荷测量传感器4试验中能够实时测量应急断离轴销的载荷,判断断离顺序,铰点处断离轴销断裂时对应的载荷即为断离载荷。
在进行应急断离动态试验时,先控制提升释放机构2将试验件10吊起至设定的高度,而后控制提升释放机构2将吊篮3放下,吊篮3跟随试验件10一块下落,在下落过程中随动带转装置5控制机轮转动,以模拟起落架的真实下落情况,最后试验件10落到地面载荷测量装置14上,此时通过断离载荷测量装置传感器测量试验件10的断离载荷,通过地面载荷测量装置14上的感应元件测量试验件10的载荷,感应元件可以具有多种,包括载荷传感器等。
在一次测量完成后,可以通过提升释放机构2再次将试验件10和吊篮3吊起,从而进行重复试验。通过模拟飞机应急着陆时的超载情况,能够研究起落架应急断离轴销的断离载荷、断离顺序及起落架系统断离后的运动轨迹等,验证起落架应急断离设计的符合性和安全性能,直至满足实际需求。
优选地,还包括应急断离保护系统,应急断离保护系统包括软吊带6,软吊带6共有四组并沿着试验件10的周向均匀布设,吊篮3上设有吊环,试验件10的支柱上设有轴销孔,每组软吊带6均连接于吊篮3上的吊环和试验件10上的轴销孔之间。在起落架断离轴销断离后,通过软吊带6的弹性对起落架支柱的运动进行一定约束,防止断离后的起落架无规律的运动对设备及试验件10的损伤。
优选地,随动带转装置5包括伺服电机11、皮带12和带转盘13,伺服电机11安装于吊篮3底部,带转盘13与对应的机轮同轴相连,皮带12连接于伺服电机11的转轴和带转盘13之间。伺服电机11工作时,通过皮带12带动带转盘13转动,带转盘13带动机轮同步转动,从而模拟起落架的真实工况。
优选地,提升释放装置包括提升电机、钢丝绳和释放锁;提升电机设于试验台架1上,提升电机的转轴上设有链齿轮,释放锁与吊篮3相连,钢丝绳的上端固定于试验台架1上、中部与链齿轮相连、下端与释放锁相连。提升电机正向转动时,向上拉动钢丝绳,和释放锁,从而带动吊篮3向上移动;反之吊篮3则向下移动,释放锁为现有元器件,具有打开和关闭两种功能,关闭时将吊篮3与钢丝绳相连,打开时释放吊篮3。
结合图3,优选地,地面载荷测量装置14包括道面模拟层15、三向测力平台16和扩展保护平台17;道面模拟层15与试验件10正对设置,道面模拟层15为矩形结构,三向测力平台16连接于道面模拟层15的下方,扩展保护平台17为开口环形环形结构,扩展保护平台17环绕道面模拟层15设置。
道面模拟层15用于模拟真实的飞机场地面,三向测力平台16内具有多个感应元件,能够分别测量垂向、横向和纵向的力,扩展保护平台17有多个横板、纵板和筋板组成,能够对道面模拟层15进行支撑,防止起落架断离后机轮滑出平台区域造成起落架结构的二次损伤。
优选地,还包括仿升力模拟装置7,仿升力模拟装置7包括仿升筒,仿升筒共有多组并均设于吊篮3的下方,仿升筒的顶部设有缓冲垫,当试验件10与地面载荷测量装置14相接后,而后缓冲垫与吊篮3相抵。在试验件10下落后,仿升筒工作,通过活塞杆托起吊篮3,防止由于起落架应急断离后对试验件10造成的二次损伤。
优选地,还包括非接触测量系统,非接触测量系统包括支架和设于支架顶部的高速摄像机8,高速摄像机8设于地面载荷测量装置14的一侧,对起落架应急断离后的轨迹进行记录,视野范围内应无障碍物遮挡。
以上,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)

1.一种飞机起落架应急断离动态试验装置,其特征在于:包括试验台架(1)、提升释放机构(2)、吊篮(3)、随动带转装置(5)、试验件(10)和地面载荷测量装置(14);所述提升释放机构(2)设于试验台架(1)上,所述吊篮(3)与提升释放机构(2)相连并且提升释放机构(2)能够带动吊篮(3)上下移动,所述吊篮(3)内设有配重块(9);所述试验件(10)连接于吊篮(3)的下方,所述随动带转装置(5)连接于吊篮(3)和试验件(10)之间,所述随动带转装置(5)能够带动试验件(10)上的机轮转动,所述地面载荷测量装置(14)设于试验件(10)的正下方,所述地面载荷测量装置(14)内设有感应元件,所述试验件(10)与吊篮(3)之间连接有能够实时测量应急断离轴销的载荷的断离载荷测量传感器(4)。
2.如权利要求1所述的飞机起落架应急断离动态试验装置,其特征在于:还包括应急断离保护系统,所述应急断离保护系统包括软吊带(6),所述软吊带(6)共有四组并沿着试验件(10)的周向均匀布设,所述吊篮(3)上设有吊环,所述试验件(10)的支柱上设有轴销孔,每组所述软吊带(6)均连接于吊篮(3)上的吊环和试验件(10)上的轴销孔之间。
3.如权利要求1所述的飞机起落架应急断离动态试验装置,其特征在于:所述随动带转装置(5)包括伺服电机(11)、皮带(12)和带转盘(13),所述伺服电机(11)安装于吊篮(3)底部,所述带转盘(13)与对应的机轮同轴相连,所述皮带(12)连接于伺服电机(11)的转轴和带转盘(13)之间。
4.如权利要求1所述的飞机起落架应急断离动态试验装置,其特征在于:所述提升释放装置包括提升电机、钢丝绳和释放锁;所述提升电机设于试验台架(1)上,所述提升电机的转轴上设有链齿轮,所述释放锁与吊篮(3)相连,所述钢丝绳的上端固定于试验台架(1)上、中部与链齿轮相连、下端与释放锁相连。
5.如权利要求1所述的飞机起落架应急断离动态试验装置,其特征在于:所述地面载荷测量装置(14)包括道面模拟层(15)、三向测力平台(16)和扩展保护平台(17);所述道面模拟层(15)与试验件(10)正对设置,所述道面模拟层(15)为矩形结构,所述三向测力平台(16)连接于道面模拟层(15)的下方,所述扩展保护平台(17)为开口环形环形结构,所述扩展保护平台(17)环绕道面模拟层(15)设置。
6.如权利要求1所述的飞机起落架应急断离动态试验装置,其特征在于:还包括仿升力模拟装置(7),所述仿升力模拟装置(7)包括仿升筒,所述仿升筒共有多组并均设于吊篮(3)的下方,所述仿升筒的顶部设有缓冲垫,当试验件(10)与地面载荷测量装置(14)相接后,而后缓冲垫与吊篮(3)相抵。
7.如权利要求1所述的飞机起落架应急断离动态试验装置,其特征在于:还包括非接触测量系统,所述非接触测量系统包括支架和设于支架顶部的高速摄像机(8),所述高速摄像机(8)设于地面载荷测量装置(14)的一侧。
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