CN217084162U - 一种飞机货舱门作动器加载试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种飞机货舱门作动器加载试验装置，包括：摇臂、负载块、连接轴、主体框架、前支耳、测量与驱动装置和后支耳；摇臂、负载块、连接轴、前支耳、测量与驱动装置和后支耳均位于主体框架内；摇臂一端通过连接轴固定在主体框架的顶部，另一端与负载块连接；后支耳安装在主体框架的侧面；前支耳设置在摇臂上；被测作动器一端与后支耳连接，另一端与前支耳连接；测量与驱动装置设置在连接轴位置处。本实用新型解决了如何在实验室环境下创造条件模拟负载特性的问题。

Description

一种飞机货舱门作动器加载试验装置

技术领域

本实用新型涉及飞行器技术领域，尤其涉及一种飞机货舱门作动器加载试验装置。

背景技术

飞机舱门系统是我国民用大飞机C919对客舱门和货舱门的机电控制子系统的统称，典型应用是作动器接收飞控系统的信号，响应地勤人员的开关门操作，并将舱门的状态通过机载总线反馈到驾驶舱供机组人员参考。

随着多电技术在航空领域的逐步成熟，机电作动器越来越多的应用在飞机的襟翼、起落架、舱门等作动子系统。相对于传统的液压作动器，具有维护方便、重量轻、布线灵活等优点。具有独立自主知识产权的C919大飞机创新性的应用机电作动器作为货舱门的开关门装置，将大幅减轻子系统重量、省油环保、同时提高派遣率。由于货舱门相对与客舱门更重，并且在机场受到短时强风力的影响，但是，出于周期和成本考虑，无法长期在现场真实的负载条件下测试，如何在实验室环境下创造条件模拟负载特性成为急需解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的技术解决问题：克服现有技术的不足，提供一种飞机货舱门作动器加载试验装置，旨在解决如何在实验室环境下创造条件模拟负载特性的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型公开了一种飞机货舱门作动器加载试验装置，包括：摇臂、负载块、连接轴、主体框架、前支耳、测量与驱动装置和后支耳；

摇臂、负载块、连接轴、前支耳、测量与驱动装置和后支耳均位于主体框架内；

摇臂一端通过连接轴固定在主体框架的顶部，另一端与负载块连接；

后支耳安装在主体框架的侧面；

前支耳设置在摇臂上；

被测作动器一端与后支耳连接，另一端与前支耳连接；

测量与驱动装置设置在连接轴位置处。

在上述飞机货舱门作动器加载试验装置中，主体框架，包括：方钢A、方钢B、方钢C和方钢D；

方钢A、方钢B、方钢C和方钢D依次收尾相连，构成矩形的主体框架，以在摇臂运动时为摇臂提供稳定的支撑。

在上述飞机货舱门作动器加载试验装置中，负载块的数量为N，N≥1。

在上述飞机货舱门作动器加载试验装置中，负载块在摇臂上的位置可上下调节。

在上述飞机货舱门作动器加载试验装置中，测量与驱动装置，包括：角度编码器和力矩电机；

角度编码器向工控机反馈测量得到的摇臂的机械角度，等效于货舱门的开启或关闭位置数据；

力矩电机输出力矩，以模拟风力负载；其中，力矩电机所模拟的风力负载与货舱门的位置相关。

在上述飞机货舱门作动器加载试验装置中，力矩电机的运行速度与连接轴的旋转速度始终一致。

在上述飞机货舱门作动器加载试验装置中，力矩电机的功率为6～10kW，采用高比功率的中频永磁同步电机。

在上述飞机货舱门作动器加载试验装置中，还包括：工控机和电机驱动器；工控机和电机驱动器设置在主体框架内，或设置在主体框架外。

在上述飞机货舱门作动器加载试验装置中，工控机内插采集板卡、通用I/O板卡，以模拟风力扰动的环境实验条件，并记录输出试验数据供设计人员判读。

在上述飞机货舱门作动器加载试验装置中，电机驱动器根据工控机确定的环境实验条件，驱动力矩电机输出力矩，以模拟风力负载。

本实用新型具有以下优点：

(1)本实用新型公开了一种飞机货舱门作动器加载试验装置，使用摇臂加挂负载块，负载块的数量和位置可以根据实际试验要求动态调整，以模拟飞机真实货舱门的重量及重心到连接轴的距离；同时在连接轴处增加测量与驱动装置，产生与位置相关的风力作用效果，模拟舱门的重力负载和机场的风力负载，达到满足验收测试的要求，解决了如何在实验室环境下创造条件模拟负载特性的问题。

(2)本实用新型公开了一种飞机货舱门作动器加载试验装置，针对飞机货舱门作动器，使用负载块和力矩电机进行模拟负载，可以同时模拟重力负载和风力负载特性曲线，测试覆盖性完备，有效降低了成本。

(3)本实用新型公开了一种飞机货舱门作动器加载试验装置，具备智能化自动化测试能力，适用范围广，可接收风力负载曲线输入，试验中反馈并记录实时开关门位置、次数等数据。

(4)本实用新型公开了一种飞机货舱门作动器加载试验装置，采用独特的空间布局，体积紧凑，节省了场地空间。

(5)本实用新型公开了一种飞机货舱门作动器加载试验装置，与国内外现有方案相比，可实现“重力负载和风力负载的两度输出能力”，在测试指标上有跨越性的提高，且基础技术较成熟，易实现。

附图说明

图1是本实用新型中一种飞机货舱门作动器加载试验装置的结构示意图；

图2是本实用新型中一种主机厂的风力负载特性曲线示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型公开的实施方式作进一步详细描述。

货舱门作动器采用电驱动，安装在货舱门和机身之间，地勤人员通过控制面板操作，实现货舱门的正常开启/关闭。货舱门作动器的工作原理如下：由控制驱动器控制电机驱动齿轮变速箱减速，输出力矩给滚珠丝杠，将旋转运动转为直线运动，进而推动货舱门开启或关闭。例如，一种作动器，全行程为350mm，承担的额定载荷为15000N，正常工作时最大载荷为25000N，工作极限载荷(功能不失效)为40000N，结构极限载荷(结构不破坏)为60000N，实际载荷需要考虑机场的风力影响，是一簇变化的曲线，如图2所示。

现有的试验方案主要包括如下几种：(1)使用通用测功机直接与机电作动器的电机相连，抛开机电作动部分，将舱门负载转换到电机轴上的转矩。(2)通过工装将货舱门作动器装到通用液压负载台，手动调节液压负载台的力矩输出，作为模拟的货舱门负载。(3)通过工装将货舱门作动器安装到弹簧钢板负载台，利用弹性负载模拟货舱门的负载。上述现有的试验方案主要存在如下技术问题：第(1)种方案没有带着机构部分进行测试，仅能作为机电部分的验收测试装置；第(2)种方案的液压负载台能输出恒定的负载特性，无法匹配变化的重力负载，更无法模拟快速变化的风力负载；第(3)种方案运用弹性负载，与重力负载比较相似，都是随着负载位置变化的力，但是有效的作用距离远远小于真实货舱门的开关门距离。可见，以上现有的试验方案均无法满足测试要求。

本实用新型的核心思想之一在于：提供一种满足飞机货舱门作动器加载试验要求的装置，可同时模拟货舱门的重力负载和机场的风力负载。

如图1，该飞机货舱门作动器加载试验装置，包括：摇臂5、负载块6、连接轴7、主体框架8、前支耳9、测量与驱动装置10和后支耳11。其中，摇臂5、负载块6、连接轴7、前支耳9、测量与驱动装置10和后支耳11均位于主体框架8内；摇臂5一端通过连接轴7固定在主体框架8的顶部，另一端与负载块6连接；后支耳11安装在主体框架8的侧面；前支耳9设置在摇臂5上；被测作动器12一端与后支耳11连接，另一端与前支耳9连接；测量与驱动装置10设置在连接轴7位置处。

在本实施例中，主体框架8具体可以包括：方钢A1、方钢B2、方钢C3和方钢D4。其中，方钢A1、方钢B2、方钢C3和方钢D4依次收尾相连，构成矩形的主体框架8，以在摇臂5运动时为摇臂5提供稳定的支撑。

在本实施例中，负载块6的数量为N，N≥1，即，负载块6的数量可根据实际情况增加或减少，以模拟飞机真实货舱门的重量；进一步的，负载块6在摇臂5上的位置也是可以根据实际情况进行上下调节的，以模拟飞机真实货舱门的重心到连接轴的距离。

在本实施例中，测量与驱动装置10具体可以包括：角度编码器和力矩电机。其中，角度编码器可向工控机反馈测量得到的摇臂5的机械角度，等效于货舱门的开启或关闭位置数据；力矩电机可输出力矩，以模拟如图2所示的风力负载。

在本实施例中，力矩电机所模拟的风力负载与货舱门的位置相关，力矩电机的运行速度与连接轴7的旋转速度始终一致，力矩电机的功率为6～10kW，力矩电机可采用高比功率的中频永磁同步电机。

在本实施例中，该飞机货舱门作动器加载试验装置还可以包括：工控机和电机驱动器。其中，工控机和电机驱动器可根据结构布局需要，设置在主体框架8内、或设置在主体框架8外。

进一步的，工控机内插采集板卡、通用I/O板卡，以模拟风力扰动的环境实验条件，并记录输出试验数据供设计人员判读。电机驱动器根据工控机确定的环境实验条件，驱动力矩电机输出力矩，以模拟风力负载。

在本实施例中，该飞机货舱门作动器加载试验装置的运行如图1中的虚线所示，被测作动器12推动摇臂5运动，模拟货舱门开启或关闭。试验过程中，通过改变负载块6的数量，实现对舱门的重量进行匹配；负载块6的位置由调节螺母沿摇臂5轴线方向上下调节，模拟不同外形舱门的重心位置改变。

如前所述，飞机货舱门作动器加载试验装置的工作原理如下：被测作动器12通过后支耳11安装到主体框架8上，推动摇臂5运动，角度编码器测量摇臂5摆动的实时位置，将测量得到的实时位置传递给工控机，工控机按照预先输入的负载曲线，通过电机驱动器控制力矩电机在摇臂5处于指定位置时输出短时风力负载，该短时风力负载作用到连接轴7。

以上所述，仅为本实用新型最佳的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

本实用新型说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员的公知技术。

Claims (10)

1.一种飞机货舱门作动器加载试验装置，其特征在于，包括：摇臂(5)、负载块(6)、连接轴(7)、主体框架(8)、前支耳(9)、测量与驱动装置(10)和后支耳(11)；

摇臂(5)、负载块(6)、连接轴(7)、前支耳(9)、测量与驱动装置(10)和后支耳(11)均位于主体框架(8)内；

摇臂(5)一端通过连接轴(7)固定在主体框架(8)的顶部，另一端与负载块(6)连接；

后支耳(11)安装在主体框架(8)的侧面；

前支耳(9)设置在摇臂(5)上；

被测作动器(12)一端与后支耳(11)连接，另一端与前支耳(9)连接；

测量与驱动装置(10)设置在连接轴(7)位置处。

2.根据权利要求1所述的飞机货舱门作动器加载试验装置，其特征在于，主体框架(8)，包括：方钢A(1)、方钢B(2)、方钢C(3)和方钢D(4)；

方钢A(1)、方钢B(2)、方钢C(3)和方钢D(4)依次收尾相连，构成矩形的主体框架(8)，以在摇臂(5)运动时为摇臂(5)提供稳定的支撑。

3.根据权利要求1所述的飞机货舱门作动器加载试验装置，其特征在于，负载块(6)的数量为N，N≥1。

4.根据权利要求1所述的飞机货舱门作动器加载试验装置，其特征在于，负载块(6)在摇臂(5)上的位置可上下调节。

5.根据权利要求1所述的飞机货舱门作动器加载试验装置，其特征在于，测量与驱动装置(10)，包括：角度编码器和力矩电机；

角度编码器向工控机反馈测量得到的摇臂(5)的机械角度，等效于货舱门的开启或关闭位置数据；

力矩电机输出力矩，以模拟风力负载；其中，力矩电机所模拟的风力负载与货舱门的位置相关。

6.根据权利要求5所述的飞机货舱门作动器加载试验装置，其特征在于，力矩电机的运行速度与连接轴(7)的旋转速度始终一致。

7.根据权利要求5所述的飞机货舱门作动器加载试验装置，其特征在于，力矩电机的功率为6～10kW，采用高比功率的中频永磁同步电机。

8.根据权利要求1所述的飞机货舱门作动器加载试验装置，其特征在于，还包括：工控机和电机驱动器；工控机和电机驱动器设置在主体框架(8)内，或设置在主体框架(8)外。

9.根据权利要求8所述的飞机货舱门作动器加载试验装置，其特征在于，工控机内插采集板卡、通用I/O板卡，以模拟风力扰动的环境实验条件，并记录输出试验数据供设计人员判读。

10.根据权利要求9所述的飞机货舱门作动器加载试验装置，其特征在于，电机驱动器根据工控机确定的环境实验条件，驱动力矩电机输出力矩，以模拟风力负载。

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