CN110501146A - 仿升力模拟和测量装置及测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种仿升力模拟和测量装置及测量方法，该仿升力模拟和测量装置包括支架、提升机构、吊篮、多个仿升力模拟单元和多个仿升力测量单元，支架为框体形状，提升机构的上端与支架机械连接，提升机构的下端与吊篮的上端机械连接，提升机构带动吊篮升降，吊篮的底部与起落架固定连接。本发明可实现对不同升力大小的模拟，传感器设置于吊篮底部，消除将传感器安装于活塞顶部导致测量精度不准确的问题。

Description

仿升力模拟和测量装置及测量方法

技术领域

本发明属于起落装置试验领域，具体涉及一种起落架的仿升力模拟和测量装置及测量方法。

背景技术

起落架突伸试验是模拟舰载机离舰或弹射时起落架突然伸出的动力学试验，此时飞机有一定的升力，需以仿升装置进行飞机升力的模拟。对于试验过程中的重要参数—仿升力，需根据实际飞机升力大小进行调节，因此需要设计一套装置进行模拟和测量。

现有起落架落震试验台仿升力测量装置将传感器安装于活塞顶部，由于活塞的惯性载荷导致测量结果精度较差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种起落架的仿升力模拟和测量装置及测量方法，可实现对舰载机不同升力大小的模拟。本发明将传感器设置于吊篮底部，消除了将传感器安装于活塞杆顶部导致测量精度不准确的问题。

起落架突伸试验是在试验台上进行，需先根据实际试验要求以仿升力模拟和测量装置进行升力模拟，再通过控制起落架的气压承载与释放机构或是弹射杆的加载/释放机构使起落架突然伸出，模拟起落架突然伸出时的动力学特性。

一方面，提供一种仿升力模拟和测量装置，用于起落架的仿升力模拟和测量，所述装置包括吊篮1、支架2、提升机构3、气罐、多个仿升力测量单元20和多个仿升力模拟单元30，支架2为框体形状；

提升机构3的上端与支架2的上端固定连接，提升机构3的下端与吊篮1的顶部机械连接，并带动吊篮1上升或下降，吊篮1的底部与起落架4固定连接；

各仿升力测量单元20固定设置在吊篮1的底部，各仿升力模拟单元30分别设置在一个仿升力测量单元20的下侧，且位于起落架4的两侧，各仿升力模拟单元30均与气罐连通，气罐用于向各仿升力模拟单元30提供气体，仿升力模拟单元30用以向起落架4提供仿升力；仿升力测量单元20用于测量仿升力模拟单元30提供的仿升力。

进一步地，仿升力测量单元20包括缓冲垫7和传感器6，传感器6固定设置于吊篮1底部，缓冲垫7固定设置于传感器6朝向仿升力模拟单元30的一面。

进一步地，传感器6安装于吊篮1底部设置的安装座上；传感器6为测力传感器，缓冲垫7为橡胶缓冲垫；吊篮1内设置有配重块13。

进一步地，对于任一仿升力模拟单元30，均包括：活塞杆8、活塞9和仿升筒10，仿升筒10与气罐连通，气罐向仿升筒10内提供气体；

活塞9滑动设置于仿升筒10内；

活塞杆8的一端与活塞9固定连接，活塞9向上竖直滑动带动活塞杆8的另一端与仿升力模拟单元30对应的仿升力测量单元20接触。

进一步地，所述装置包括四个仿升力模拟单元30和四个仿升力测量单元20，吊篮1为方体结构，各仿升力测量单元20分别设置在吊篮1底部的四个角点。

进一步地，提升机构3包括导向架31、环链提升机32和吊链33，

环链提升机32与支架2的上端固定连接；

导向架31与环链提升机32通过链条连接，环链提升机32的链条传动机构转动带动导向架31上升或下降；

吊链33的上端与导向架31固定连接，吊链33的下端与吊篮1固定连接。

进一步地，所述装置还包括气压承载与释放机构和气压承载与释放承力台5，气压承载与释放承力台5支撑起落架4，在起落架离舰突伸试验中的仿升力模拟和测量时，气压承载与释放机构控制气压承载与释放承力台5相对起落架4撤离。

进一步地，所述装置还包括加载/释放机构40，起落架4包括弹射杆41、缓冲支柱42和机轮43；

加载/释放机构40对弹射杆41进行锁紧或释放；

弹射杆41一端与缓冲支柱42机械连接，另一端与加载/释放机构40机械连接；

缓冲支柱42一端与吊篮1底部机械连接，另一端与机轮43机械连接。

另一方面，一种起落架的仿升力模拟和测量方法，利用如上所述的仿升力模拟和测量装置进行离舰突伸试验，该方法包括：

安装起落架4，将起落架4安装于吊篮1底部；

控制提升机构3带动吊篮1下降，使起落架4下降至起落架4的机轮43与气压承载与释放承力台5的上端面接触；

调节仿升筒10内的气体压力，使活塞9滑动进而带动活塞杆8运动，使活塞杆8的上端面与缓冲垫7接触，继续调节仿升筒10内的气体压力至传感器6的数值为设定的仿升力数值；

控制提升机构3带动吊篮1继续下降，使起落架4的缓冲支柱42压缩到规定的压缩量；

控制气压承载与释放机构，使气压承载与释放承力台5远离机轮43，读取此时传感器6的数值，记录为仿升力的动态响应值。

再一方面，一种起落架的仿升力模拟和测量方法，利用如上所述的仿升力模拟和测量装置进行弹射突伸试验，该方法包括：

安装起落架4，将起落架4悬空安装于吊篮1底部；

控制加载/释放机构40锁紧起落架4的弹射杆41；

调节仿升筒10内的气体压力，使活塞9滑动进而带动活塞杆8运动，使活塞杆8的上端面与缓冲垫7接触，继续调节仿升筒10内的气体压力至传感器6的数值为设定的仿升力数值；

控制加载/释放机构40对起落架4的弹射杆41进行释放；读取此时传感器6的数值，记录为仿升力的动态响应值。

本发明的技术效果：

通过调整仿升筒内的气体压力，进而调节活塞承受的压力，可以设置不同的仿升力值，实现对舰载机不同升力大小的模拟。

在传感器头部安装橡胶缓冲垫，防止力传感器与仿升筒活塞杆刚性接触，延长设备使用寿命。

将传感器安装于吊篮底部，相当于活塞杆的质量可减少20％左右，减小由于活塞杆惯性载荷所带来的影响，提高仿升力的测量精度。

仿升筒连通气罐，根据试验需求以仿升筒内的活塞受压面积计算所需要压力进行充填，仿升筒外部联通气罐，在试验过程中由于活塞杆运动产生位移，而产生总体气腔体积的变化可忽略不计，可近似认为在活塞杆运动的范围内，仿升装置可提供恒定的仿升力。

本发明可将此仿升模拟和测量装置应用于舰载机起落架突伸试验中。

根据测试结果调整仿升装置的相关参数，以保证仿升装置所提供的仿升力与真实状况大小一致。

附图说明

图1是本发明的起落架的仿升力模拟和测量装置的结构示意图；

图2是本发明的仿升力模拟单元和仿升力测量单元结构示意图；

图3是本发明的起落架的结构侧视图；

附图标记说明：1-吊篮，2-支架，3-提升机构，4-起落架，5-气压承载与释放承力台，6-传感器，7-缓冲垫，8-活塞杆，9-活塞，10-仿升筒，20-仿升力测量单元，30-仿升力模拟单元，11-管道，12-阀门，13-配重块，31-导向架，32-环链提升机，33-吊链，40-加载/释放机构，41-弹射杆，42-缓冲支柱，43-机轮。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进行说明。

实施例1

图1是本发明的起落架的仿升力模拟和测量装置的结构示意图。如图1所示，起落架的仿升力模拟和测量装置，包括吊篮1、支架2、提升机构3、气罐(未示出)、多个仿升力测量单元20和多个仿升力模拟单元30。多个仿升力模拟单元30分别对应设置在仿升力测量单元20的下侧，且位于起落架4的两侧，仿升力模拟单元30与气罐连通，气罐向仿升力模拟单元30提供气体。多个仿升力测量单元20设置在吊篮1的底部，且与仿升力模拟单元30在竖直方向上下对应设置，仿升力测量单元20测量仿升力模拟单元30提供的仿升力。

本实施例，仿升力模拟单元30通过气罐提供的气体，可以提供不同的仿升力值，实现对舰载机不同升力大小的模拟，仿升力测量单元20可以实时测量仿升力模拟单元30提供的仿升力。

进一步地，如图1所示，支架2为框体形状，提升机构3的上端与支架2上框体机械连接，提升机构3的下端与吊篮1的顶部机械连接，吊篮1的底部与起落架4固定连接。吊篮1为方体结构，吊篮1内设置有配重块13。调节配重块13重量，使吊篮1、起落架4和配重块13组成的突伸***重量满足试验要求。

本实施例的仿升力模拟和测量装置包括四个仿升力模拟单元30和四个仿升力测量单元20，图1仅示出前侧的两个仿升力模拟单元30和两个仿升力测量单元20。四个仿升力测量单元20设置在吊篮1底部的四个角点下方。

进一步地，提升机构3包括导向架31、环链提升机32和吊链33，环链提升机32与支架2固定连接；导向架31与环链提升机32通过链条连接，环链提升机32的链条传动机构转动带动导向架31上升或下降；吊链33的上端与导向架31固定连接，吊链33的下端与吊篮1固定连接。环链提升机32的链条传动机构运动带动导向架31上升或下降，进而通过吊链33带动吊篮1上升或下降。

图2是本发明的仿升力模拟单元和仿升力测量单元原理示意图，如图2所示，仿升力测量单元20包括缓冲垫7和传感器6，传感器6固定设置于吊篮1底部，缓冲垫7固定设置于传感器6底部。具体地，传感器6安装于吊篮1底部设置的安装座上；传感器6为测力传感器，缓冲垫7为橡胶缓冲垫。结合图1和图2所示，仿升力测量单元20的传感器6设置在吊篮1底部的四个角点下方。

本实施例，在传感器6头部安装橡胶缓冲垫，防止力传感器与仿升筒的活塞杆刚性接触，延长设备使用寿命。将传感器6安装于吊篮底部，与现有技术相比，相当于活塞杆的质量减少20％左右，可减小由于活塞杆惯性载荷所带来的影响，提高仿升力的测量精度。

进一步地，如图2所示，仿升力模拟单元30包括活塞杆8、活塞9和仿升筒10，仿升筒10与气罐连通，气罐向仿升筒10内提供气体；活塞9滑动设置于仿升筒10内；活塞杆8的一端与活塞9固定连接，活塞9向上竖直滑动带动活塞杆8的另一端与仿升力测量单元20接触。具体地，仿升筒10与气罐连通，气罐通过管道11向仿升筒10内提供气体，阀门12控制管道11中的气体通断，调节阀门12控制气罐向仿升筒10内提供的气体，进而可以调节仿升筒10内的气体压力。

本实施例，气罐可以向仿升筒10内提供近似恒定压力的气体，推动活塞9向上滑动，进而带动活塞杆8运动，活塞杆8的另一端与仿升力测量单元20的缓冲垫7接触，调节仿升筒10内的气体压力，进而调节活塞9和活塞杆8承受的压力，进一步调节缓冲垫7和传感器6承受的压力，读取传感器6的数据，至传感器6的数据为规定数值时，即为设定的仿升力数值。通过调节仿升筒10内的气体压力可以设置不同的仿升力值，实现对舰载机不同升力大小的模拟。

进一步地，如图1所示，仿升力模拟和测量装置还包括气压承载与释放机构(未示出)和气压承载与释放承力台5，气压承载与释放承力台5支撑起落架4，气压承载与释放机构控制气压承载与释放承力台5相对起落架4撤离。

进一步地，仿升力模拟和测量装置还包括加载/释放机构40。图3是本发明的起落架结构侧视图，如图3所示，起落架包括弹射杆41、缓冲支柱42和机轮43。弹射杆41一端与缓冲支柱42机械连接，另一端与加载/释放机构40机械连接；缓冲支柱42一端与吊篮1底部机械连接，另一端与机轮43机械连接。加载/释放机构40对弹射杆41进行锁紧或释放。

实施例2

利用如实施例1所述的仿升力模拟和测量装置进行离舰突伸试验，包括如下步骤：

步骤1：安装起落架4，将起落架4安装于吊篮1底部。

步骤2：控制提升机构3带动吊篮1下降，带动起落架4下降至起落架4的机轮43与气压承载与释放承力台5上端面接触。

步骤3：调节仿升筒10内的气体压力，使活塞9滑动进而带动活塞杆8运动，使活塞杆8的上端面与缓冲垫7接触，继续调节仿升筒10内的气体压力至传感器6的数值为设定的仿升力数值。

步骤4：调节提升机构3带动吊篮1继续下降，吊篮1、配重块13和起落架4本身自重对起落架4进行加载，至起落架4的缓冲支柱42加载到规定压缩量。

步骤5：控制气压承载与释放机构，使气压承载与释放承力台5快速撤离，起落架4的缓冲支柱42伸展，带动下部的机轮43向下突伸，读取传感器6此时的数值，记录为仿升力的动态响应值。气压承载与释放承力台5快速撤离，缓冲支柱42带动机轮43向下突伸，缓冲支柱42会产生作用力作用于吊篮1，传感器6数值发生变化。

实施例3

利用如实施例1所述的仿升力模拟和测量装置进行弹射突伸试验，包括如下步骤：

步骤1：安装起落架4，将起落架4悬空安装于吊篮1底部。

步骤2：控制加载/释放机构40锁紧弹射杆41。

步骤3：调节仿升筒10内的气体压力，使活塞9滑动带动活塞杆8运动，使活塞杆8的上端面与缓冲垫7接触，继续调节仿升筒10内的气体压力至传感器6的数值为设定的仿升力数值。

步骤4：控制加载/释放机构40对起落架4的弹射杆41进行自动释放，起落架4弹射突伸。读取此时传感器6的数值，记录为仿升力的动态响应值。

本发明的技术效果：本发明提供的仿升力模拟和测量装置进行仿升力模拟和测量时，以测力传感器测得的载荷表示所提供的升力，而实际上，仿升力模拟和测量装置所提供的升力与测得载荷之间是有所差异的，忽略活塞摩擦力的影响，其差值为活塞杆由于撞击引起的惯性载荷。

传统的将传感器安装于活塞杆顶部，其受力关系式1如下

P x S+f+F＝(M+m)x a

本发明将传感器安装于吊篮底部，其受力关系式2如下

P x S+f+F＝M x a

P为仿升筒内气压，S为活塞杆受压面积，f为活塞摩擦力，F为测力传感器测得载荷，M为活塞杆质量，m为测力传感器质量，a为活塞杆加速度。

以往仿升力测试中，测力传感器安装于活塞杆顶部，本发明所提供的测试方案将传感器安装于吊篮底部，相当于减小活塞杆的质量，由上式所描述可知，减小的惯性载荷为测力传感器所受惯性力，其大小为m x a。另外，在传感器上安装橡胶垫可防止硬撞击，减小瞬间加速度过大引起的惯性载荷，选取质量较小的测力传感器，亦能够提高仿升力的测量精度。

Claims (10)

1.一种仿升力模拟和测量装置，用于起落架的仿升力模拟和测量，其特征在于，所述装置包括吊篮(1)、支架(2)、提升机构(3)、气罐、多个仿升力测量单元(20)和多个仿升力模拟单元(30)，

所述支架(2)为框体形状；

所述提升机构(3)的上端与所述支架(2)的上端固定连接，所述提升机构(3)的下端与所述吊篮(1)的顶部机械连接，并带动所述吊篮(1)上升或下降，所述吊篮(1)的底部与起落架(4)固定连接；

各所述仿升力测量单元(20)固定设置在所述吊篮(1)的底部，各所述仿升力模拟单元(30)分别设置在一个所述仿升力测量单元(20)的下侧，且位于所述起落架(4)的两侧，各所述仿升力模拟单元(30)均与气罐连通，所述气罐用于向各所述仿升力模拟单元(30)提供气体，所述仿升力模拟单元(30)用以向所述起落架(4)提供仿升力；所述仿升力测量单元(20)用于测量所述仿升力模拟单元(30)提供的仿升力。

2.根据权利要求1所述的仿升力模拟和测量装置，其特征在于，所述仿升力测量单元(20)包括缓冲垫(7)和传感器(6)，所述传感器(6)固定设置于所述吊篮(1)底部，所述缓冲垫(7)固定设置于所述传感器(6)朝向所述仿升力模拟单元(30)的一面。

3.根据权利要求2所述的仿升力模拟和测量装置，其特征在于，所述传感器(6)安装于所述吊篮(1)底部设置的安装座上；所述传感器(6)为测力传感器，所述缓冲垫(7)为橡胶缓冲垫；所述吊篮(1)内设置有配重块(13)。

4.根据权利要求1所述的仿升力模拟和测量装置，其特征在于，对于任一所述仿升力模拟单元(30)，均包括：活塞杆(8)、活塞(9)和仿升筒(10)，

所述仿升筒(10)与气罐连通，所述气罐向仿升筒(10)内提供气体；

所述活塞(9)滑动设置于所述仿升筒(10)内；

所述活塞杆(8)的一端与所述活塞(9)固定连接，所述活塞(9)向上竖直滑动带动所述活塞杆(8)的另一端与所述仿升力模拟单元(30)对应的仿升力测量单元(20)接触。

5.根据权利要求1所述的仿升力模拟和测量装置，其特征在于，所述装置包括四个仿升力模拟单元(30)和四个仿升力测量单元(20)，所述吊篮(1)为方体结构，各所述仿升力测量单元(20)分别设置在所述吊篮(1)底部的四个角点。

6.根据权利要求1所述的仿升力模拟和测量装置，其特征在于，所述提升机构(3)包括导向架(31)、环链提升机(32)和吊链(33)，

所述环链提升机(32)与支架(2)的上端固定连接；

所述导向架(31)与环链提升机(32)通过链条连接，环链提升机(32)的链条传动机构转动带动导向架(31)上升或下降；

所述吊链(33)的上端与导向架(31)固定连接，所述吊链(33)的下端与所述吊篮(1)固定连接。

7.根据权利要求1所述的仿升力模拟和测量装置，其特征在于，所述装置还包括气压承载与释放机构和气压承载与释放承力台(5)，所述气压承载与释放承力台(5)支撑起落架(4)，在起落架离舰突伸试验中的仿升力模拟和测量时，所述气压承载与释放机构控制所述气压承载与释放承力台(5)相对所述起落架(4)撤离。

8.根据权利要求1所述的仿升力模拟和测量装置，其特征在于，所述装置还包括加载/释放机构(40)，所述起落架(4)包括弹射杆(41)、缓冲支柱(42)和机轮(43)；

所述加载/释放机构(40)对所述弹射杆(41)进行锁紧或释放；

所述弹射杆(41)一端与所述缓冲支柱(42)机械连接，另一端与所述加载/释放机构(40)机械连接；

所述缓冲支柱(42)一端与所述吊篮(1)底部机械连接，另一端与所述机轮(43)机械连接。

9.一种起落架的仿升力模拟和测量方法，利用如权利要求1至8任一项所述的仿升力模拟和测量装置进行离舰突伸试验，其特征在于，该方法包括：

安装起落架(4)，将所述起落架(4)安装于吊篮(1)底部；

控制提升机构(3)带动吊篮(1)下降，使起落架(4)下降至所述起落架(4)的机轮(43)与气压承载与释放承力台(5)的上端面接触；

调节仿升筒(10)内的气体压力，使活塞(9)滑动进而带动活塞杆(8)运动，使活塞杆(8)的上端面与缓冲垫(7)接触，继续调节所述仿升筒(10)内的气体压力至所述传感器(6)的数值为设定的仿升力数值；

控制提升机构(3)带动所述吊篮(1)继续下降，使所述起落架(4)的缓冲支柱(42)压缩到规定的压缩量；

控制气压承载与释放机构，使所述气压承载与释放承力台(5)远离所述机轮(43)，读取此时所述传感器(6)的数值，记录为仿升力的动态响应值。

10.一种起落架的仿升力模拟和测量方法，利用如权利要求1至8任一项所述的仿升力模拟和测量装置进行弹射突伸试验，其特征在于，该方法包括：

安装起落架(4)，将起落架(4)悬空安装于吊篮(1)底部；

控制加载/释放机构(40)锁紧所述起落架(4)的弹射杆(41)；

调节仿升筒(10)内的气体压力，使活塞(9)滑动进而带动活塞杆(8)运动，使活塞杆(8)的上端面与缓冲垫(7)接触，继续调节所述仿升筒(10)内的气体压力至所述传感器(6)的数值为设定的仿升力数值；

控制加载/释放机构(40)对所述起落架(4)的弹射杆(41)进行释放；读取此时所述传感器(6)的数值，记录为仿升力的动态响应值。