一種高量值強沖擊試驗方法
【專利摘要】本發(fā)明一種高量值強沖擊試驗方法屬于航空機載電子設備【技術領域】。本發(fā)明是模擬飛機墜毀時安裝在飛機上的固定式防護記錄器承受高量值強沖擊的一種試驗方法，采用了使受試產品經受速度減小的變化而產生強沖擊，更能夠反映飛機墜毀時，防護記錄器承受強沖擊破壞的大概率工況，具有在室內的可實施性。該方法采用了高壓氣體介質為動力源，通過高壓氣體瞬間釋放高壓，推動受試產品在特制的導向裝置內加速到規(guī)定的速度，此時，通過彈托與受試產品的分離裝置將彈托與受試產品分離，受試產品單獨以規(guī)定速度撞擊載荷發(fā)生介質，產生規(guī)定載荷的強沖擊。這種高量值強沖擊試驗方法的實施可解決6000g/5～8ms半正弦波以上量值的強沖擊驗證問題。
【專利說明】一種高量值強沖擊試驗方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明專利一種高量值強沖擊試驗方法屬于航空機載電子設備【技術領域】。
【背景技術】
[0002]隨著飛機性能不斷的提高，尤其是高速(飛行速度在I馬赫以上)飛行的飛機，其機載環(huán)境和失效模式遠比目前的民機嚴酷。當前，針對航空機載電子設備一固定式防護記錄器的強沖擊試驗，遵循的是國際上通用ED- 112標準中的試驗要求，即:試驗過程中，強沖擊能量應等于或大于峰值加速度為33342m/s2(3400g)，脈寬為6.5ms的半正弦波沖擊能量，沖擊載荷實際波形應至少可獲得3400g的峰值加速度，沖擊作用時間不低于6.5ms，此沖擊可以通過使防護記錄器經受速度增大或減小的變化而產生。目前，根據(jù)該標準要求采用的強沖擊試驗方法，普遍是以受試產品經受速度增大方式產生強沖擊(如圖1和圖2)，其機理是采用空氣炮試驗方法，利用壓縮空氣的能量發(fā)射彈丸，使其達到規(guī)定的速度，與靜止的受試產品(防護記錄器或墜毀保護組件)進行撞擊，為了實現(xiàn)沖擊試驗所規(guī)定的技術指標，需要在彈丸和受試產品之間設置具有一定動態(tài)特性的緩沖材料(目前采用的是毛氈和壓縮空氣的組合結構，以下稱:波形發(fā)生介質)，使彈丸撞擊受試產品前的波形發(fā)生介質來實現(xiàn)3400g、6.5ms半正弦波強沖擊試驗指標,受試廣品在加速過程中完成強沖擊(如圖3)。由于該方法需要通過二級傳遞:即彈丸撞擊緩沖材料，波形發(fā)生介質作用在受試產品上，通過兩次接觸力的傳播才能產生沖擊載荷(圖1)，能量的傳遞需要通過兩次接觸，有一定的損失。通過該方法建立的試驗設備，更換了多種波形發(fā)生材料(如毛氈類、橡膠類，泡沫類、鋁復合材料等)，但由于其特定的試驗方法均只能達到150m/s以下的沖擊能量。無法實現(xiàn)6000g/5?8ms以上的高能量強沖擊要求。
[0003]基于以上情況，開展了高量值強沖擊試驗方法研究。實現(xiàn)抗高能量強沖擊防護記錄器的驗證需求。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明目的:是解決防護記錄器6000g/5?8ms半正弦波以上量值的強沖擊試驗問題。
[0005]本發(fā)明的技術方案:一種高量值強沖擊試驗方法，主要采取以下步驟完成:
[0006]I)建立強沖擊動力發(fā)生系統(tǒng)
[0007]a)建立提供發(fā)射動力的氣源系統(tǒng)，主要包括氣壓站、氣體凈化裝置、儲氣罐、控制閥、管路等，用于提供產生動力的輕質氣體；
[0008]b)建立發(fā)射裝置，發(fā)射裝置包括高壓室、反后坐裝置、發(fā)射管裝置和閉氣裝置，受試件的動力來自高壓室氣體，高壓室氣體由高壓壓縮機提供，當高壓室的壓力達到技術指標確定的值時，通過釋放機構，高壓氣體瞬間釋放，作用給受試件，此時，受試件在氣體壓力的推動下達到技術指標要求的初速度；
[0009]c)建立受試件導向裝置，受試件導向裝置由導向管和導向調節(jié)機構組成，導向管主體采用炮鋼制造，長度和直徑根據(jù)受試件的出口速度、膛內最大過載和受試件的外形尺寸計算獲得；
[0010]d)建立彈托與受試產品的分離部分裝置，在導向管的出口位置，設置彈托與受試產品的分離裝置，保證受試產品到達需要的速度后，確保受試產品與彈托分離，且在分離過程中不會影響受試產品的撞擊初速度和姿態(tài)；
[0011]2)建立波形發(fā)生系統(tǒng)
[0012]a)建立載荷波形發(fā)生介質艙，載荷波形發(fā)生介質艙用于定位安裝載荷發(fā)生材料和必要的測試裝置，載荷發(fā)生材料采用蜂窩鋁結構材料作為受試產品的被撞擊介質；
[0013]b)建立氣體回收艙，氣體回收艙用于回收試驗過程中產生的尾氣，避免氣體外泄；
[0014]其特征在于，
[0015]用于飛機上的固定式防護記錄器，其高量值強沖擊試驗采用受試產品以速度減少的方式產生高量值強沖擊；
[0016]用于提供產生動力的輕質氣體采用氦氣、氫氣或空氣高壓氣體作為受試產品的高量值強沖擊動力源；
[0017]采用蜂窩鋁結構材料作為受試產品的被撞擊介質，受試產品以一定的初速
[0018]度撞擊特定結構的蜂窩鋁結構材料產生強沖擊。
[0019]本發(fā)明的有益效果:通過該試驗方法的實施，不但擴大了強沖擊量級考核范圍，解決了提高防護記錄器抗強沖擊的瓶頸問題，而且填補了防護記錄器在的6000g/5?8ms半正弦波以上量值的試驗技術空白。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是速度增大方式強沖擊示意圖；
[0021]圖2是速度增大方式強沖擊原理示意圖；
[0022]圖3是速度增大方式強沖擊試驗方法構造示意圖；
[0023]圖4是速度減小方式強沖擊示意圖；
[0024]圖5是速度減小方式強沖擊原理示意圖；
[0025]圖6是速度減小方式強沖擊試驗方法構造示意圖。
【具體實施方式】
[0026]本發(fā)明原理:
[0027]如圖4、5所示，本發(fā)明專利所介紹的高量值強沖擊試驗方法，采用了使防護記錄器經受速度減小的變化而產生強沖擊。即，受試產品預先加速到規(guī)定的初速度，以該速度撞擊特定的波形發(fā)生介質，受試產品與波形發(fā)生介質撞擊接觸過程中減速實現(xiàn)強沖擊。
[0028]如圖6所示，高量值強沖擊試驗方法主要由動力發(fā)生系統(tǒng)和載荷波形發(fā)生系統(tǒng)組成，采用高壓氣體(如:氦氣、氫氣或空氣)為動力源，通過高壓氣體瞬間釋放高壓，推動受試件(包括彈托和受試產品)在特制的導向裝置內加速到規(guī)定的速度，此時，通過彈托與受試產品的分離裝置將彈托與受試產品分離，受試產品單獨以規(guī)定速度撞擊載荷發(fā)生介質，產生規(guī)定載荷的強沖擊。[0029]【具體實施方式】
[0030]如圖6，高量值強沖擊試驗方法主要由動力發(fā)生系統(tǒng)和載荷波形發(fā)生系統(tǒng)組成。
[0031]1.強沖擊動力發(fā)生系統(tǒng)
[0032]目前能夠提供強沖擊動力源主要是火藥和高壓氣體。通過分析比較，高壓氣體相對火藥其優(yōu)點是控制、操作方便，安全性較高，便于管理，不受場地限制和氣候的影響，可在室內實施。因此，防護記錄器高量值強沖擊試驗方法采用高壓氣為動力的試驗方法?；谠摲椒ǖ膹姏_擊動力發(fā)生系統(tǒng)主要由氣源系統(tǒng)、發(fā)射部分、受試件導向部分和彈托與受試產品的分離部分組成。
[0033]氣源系統(tǒng)是提供發(fā)射動力的裝置，包括氣壓站、氣體凈化裝置、儲氣罐、控制閥、管路等。氣壓站提供壓縮氣體，壓縮氣體可采用氦氣、空氣或氫氣。將壓縮氣體注入到儲氣罐內，通過控制閥進入到發(fā)射部分。
[0034]發(fā)射部分包括高壓室、反后坐裝置、發(fā)射管裝置和閉氣裝置。受試件的動力來自高壓室氣體，高壓室氣體由高壓壓縮機提供，當高壓室的壓力達到一定的值時(依據(jù)技術指標確定)，通過釋放機構，高壓氣體瞬間釋放，作用給受試件，此時，受試件在氣體壓力的推動下達到足夠的初速度(根據(jù)技術指標可進行計算獲得)。
[0035]受試件導向部分由導向管和導向調節(jié)機構組成，導向管主體采用炮鋼制造，長度和直徑根據(jù)受試件的出口速度、膛內最大過載和受試件的外形尺寸計算獲得。
[0036]彈托與試件的分離部分設置在導向管的出口位置，其功能是保證受試產品到達需要的速度后，確保與彈托分離，且在分離過程中不會影響受試產品的撞擊初速度和姿態(tài)。
[0037]2.載荷波形發(fā)生系統(tǒng)
[0038]載荷波形發(fā)生系統(tǒng)主要包括載荷波形發(fā)生介質艙和氣體回收艙。載荷波形發(fā)生介質艙用于定位安裝載荷發(fā)生材料和必要的測試裝置。載荷發(fā)生介質使用的材料是蜂窩鋁結構材料。氣體回收艙用于回收試驗過程中產生的尾氣，避免氣體外泄。
【權利要求】
1.一種高量值強沖擊試驗方法，包括以下步驟: 1)建立強沖擊動力發(fā)生系統(tǒng) a)建立提供發(fā)射動力的氣源系統(tǒng)，主要包括氣壓站、氣體凈化裝置、儲氣罐、控制閥、管路等，用于提供產生動力的輕質氣體； b)建立發(fā)射裝置，發(fā)射裝置包括高壓室、反后坐裝置、發(fā)射管裝置和閉氣裝置，受試件的動力來自高壓室氣體，高壓室氣體由高壓壓縮機提供，當高壓室的壓力達到技術指標確定的值時，通過釋放機構，高壓氣體瞬間釋放，作用給受試件，此時，受試件在氣體壓力的推動下達到技術指標要求的初速度； c)建立受試件導向裝置，受試件導向裝置由導向管和導向調節(jié)機構組成，導向管主體采用炮鋼制造，長度和直徑根據(jù)受試件的出口速度、膛內最大過載和受試件的外形尺寸計算獲得； d)建立彈托與受試產品的分離部分裝置，在導向管的出口位置，設置彈托與受試產品的分離裝置，保證受試產品到達需要的速度后，確保受試產品與彈托分離，且在分離過程中不會影響受試產品的撞擊初速度和姿態(tài)； 2)建立波形發(fā)生系統(tǒng) a)建立載荷波形發(fā)生介質艙，載荷波形發(fā)生介質艙用于定位安裝載荷發(fā)生材料和必要的測試裝置； b)建立氣體回收艙，氣體回收艙用于回收試驗過程中產生的尾氣，避免氣體外泄； 其特征在于，用于飛機上的固定式防護記錄器，其高量值強沖擊試驗采用受試產品以速度減少的方式產生高量值強沖擊。
2.如權利要求1所述的一種高量值強沖擊試驗方法，其特征在于，所述提供產生動力的輕質氣體采用氦氣、氫氣或空氣高壓氣體作為受試產品的高量值強沖擊動力源。
3.如權利要求1或2所述的一種高量值強沖擊試驗方法，其特征在于，采用蜂窩鋁結構材料作為受試產品的被撞擊介質，受試產品以一定的初速度撞擊特定結構的蜂窩招結構材料產生強沖擊。
【文檔編號】G01M7/08GK104006942SQ201410201078
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年5月13日 優(yōu)先權日:2014年5月13日
【發(fā)明者】趙清洲, 馮九勝, 李俊峰, 柯燕, 孫慶亞, 姚軍軍 申請人:陜西千山航空電子有限責任公司