技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及一種艦載機(jī)前起落架彈射釋放試驗(yàn)裝置及其試驗(yàn)方法，屬于一類(lèi)飛機(jī)起落架試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：
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艦載飛機(jī)在航母上起飛方式有自主起飛、滑躍起飛、彈射起飛三種方式，其中彈射起飛分為蒸汽彈射及電磁彈射等。而彈射起飛具有效率高，彈射周期短，彈射簡(jiǎn)便，不區(qū)分艦載機(jī)型號(hào)等優(yōu)勢(shì)，能夠充分發(fā)揮艦載機(jī)和航母的作戰(zhàn)性能，是未來(lái)發(fā)展的必然方向。

艦載機(jī)彈射起飛時(shí)，彈射器上的拖梭連接前起落架彈射桿，同時(shí)連接前起落架的牽制裝置，然后由拖梭及飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)同時(shí)施加載荷，當(dāng)達(dá)到彈射起飛載荷時(shí)，牽制裝置瞬間釋放，由拖梭提供驅(qū)動(dòng)力通過(guò)前起落架傳遞載荷牽引飛機(jī)加速滑跑，完成起飛。然而由于彈射時(shí)，在牽制桿釋放瞬間前起落架所受載荷變化較大，從而引起前起落架振動(dòng)等復(fù)雜的受載及運(yùn)動(dòng)情況，并且會(huì)影響整個(gè)彈射過(guò)程。因此，研究牽制載荷突卸時(shí)前起落架的運(yùn)動(dòng)受載情況是必要的，也是艦載機(jī)彈射起飛的技術(shù)難點(diǎn)之一。

目前艦載機(jī)前起落架彈射釋放試驗(yàn)在國(guó)內(nèi)尚無(wú)相關(guān)公開(kāi)試驗(yàn)研究報(bào)道，國(guó)外在該方面研究起步較早，但公開(kāi)內(nèi)容極少。并且在目前公開(kāi)的專(zhuān)利中并無(wú)相關(guān)研究。相關(guān)文獻(xiàn)多為艦載機(jī)彈射過(guò)程的理論分析、艦載機(jī)彈射起飛動(dòng)力學(xué)軟件仿真研究、艦載機(jī)彈射起飛參數(shù)優(yōu)化等，并沒(méi)有相關(guān)的試驗(yàn)研究。

因此，需要對(duì)該問(wèn)題做進(jìn)一步的試驗(yàn)?zāi)M研究。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
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本發(fā)明是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題而提供一種艦載機(jī)前起落架彈射釋放試驗(yàn)裝置及其試驗(yàn)方法，模擬前起落架在實(shí)際彈射釋放瞬間的真實(shí)受載情況。

本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種艦載機(jī)前起落架彈射釋放試驗(yàn)裝置，包括前起落架彈射桿、艦載機(jī)前起落架、飛機(jī)質(zhì)量慣量模擬機(jī)構(gòu)、彈射器模擬系統(tǒng)以及牽制加載系統(tǒng)；

所述飛機(jī)質(zhì)量慣量模擬機(jī)構(gòu)由鋼梁組件、配重塊以及輪胎構(gòu)成；

所述彈射器模擬系統(tǒng)由彈射滑塊和彈射力氣缸構(gòu)成；

所述牽制加載系統(tǒng)由前起落架牽制桿、牽制滑塊、牽制液壓缸以及限位擋板構(gòu)成；

所述艦載機(jī)前起落架安裝在鋼梁組件前端，輪胎安裝在鋼梁組件下方，所述配重塊安裝在鋼梁組件上方，所述艦載機(jī)前起落架下末端的前起落架輪胎和輪胎放置在地面上，共同支撐鋼梁組件和配重塊，所述彈射滑塊安裝在艦載機(jī)前起落架前方的地面上，所述彈射滑塊上表面具有與前起落架彈射桿連接的接頭，彈射滑塊在地面上前后滑動(dòng)，所述彈射力氣缸安裝在彈射滑塊下方，彈射力氣缸的載荷輸出端與彈射滑塊連接以推動(dòng)彈射滑塊向前運(yùn)動(dòng)，所述牽制滑塊安裝在前起落架牽制桿后方的地面上，牽制滑塊上表面具有與前起落架牽制桿連接的接頭，牽制滑塊能夠前后滑動(dòng)，所述牽制液壓缸安裝在牽制滑塊后方的地面上，牽制液壓缸中的活塞桿與牽制滑塊連接以拉動(dòng)牽制滑塊前后移動(dòng)，所述限位擋板安裝在鋼梁組件后方以阻礙鋼梁組件向后移動(dòng)。

本發(fā)明還采用如下技術(shù)方案：一種艦載機(jī)前起落架彈射釋放試驗(yàn)裝置的試驗(yàn)方法，步驟如下：

步驟一：按照艦載機(jī)的彈射起飛重量調(diào)整配重塊的安裝數(shù)量和安裝位置，使鋼梁組件、艦載機(jī)前起落架、輪胎以及配重塊組成的艦載機(jī)質(zhì)量模擬機(jī)構(gòu)的重量、重心位置以及俯仰轉(zhuǎn)動(dòng)慣量與真實(shí)艦載機(jī)匹配；

步驟二：將艦載機(jī)質(zhì)量模擬機(jī)構(gòu)放置在地面上，將前起落架彈射桿與彈射滑塊連接，前起落架牽制桿與牽制滑塊連接，將限位擋板安裝在鋼梁組件的后方，固定在地面上，使鋼梁組件不能向后移動(dòng)；

步驟三：給彈射力氣缸的無(wú)活塞桿腔充氣，調(diào)整無(wú)活塞桿腔的氣壓使彈射力氣缸的推力與艦載機(jī)彈射釋放瞬間的彈射力大小相等，然后保持彈射力氣缸的無(wú)活塞桿腔氣壓保持不變；

步驟四：給牽制液壓缸的有活塞桿腔提供高壓油，使?fàn)恐埔簤焊桌瓌?dòng)牽制滑塊向后移動(dòng)，帶動(dòng)前起落架牽制桿、艦載機(jī)前起落架、鋼梁組件一起向后運(yùn)動(dòng)，鋼梁組件被限位擋板擋住以后，隨著牽制液壓缸載荷增加，前起落架牽制桿張緊力達(dá)到極限載荷后前起落架牽制桿解鎖，前起落架牽制桿與艦載機(jī)前起落架分離，在彈射力氣缸的推動(dòng)下，彈射滑塊帶動(dòng)艦載機(jī)前起落架和鋼梁組件一起向前運(yùn)動(dòng)，前起落架牽制桿解鎖瞬間，艦載機(jī)前起落架的約束條件和載荷輸入與真實(shí)的艦載機(jī)彈射釋放瞬間一致。

進(jìn)一步地，步驟一中艦載機(jī)質(zhì)量模擬機(jī)構(gòu)的重量和重心位置根據(jù)艦載機(jī)起飛重量、彈射力、發(fā)動(dòng)機(jī)推力計(jì)算得出，計(jì)算方法如下

其中，msyt為鋼梁組件、艦載機(jī)前起落架、輪胎以及配重塊組成的艦載機(jī)質(zhì)量模擬機(jī)構(gòu)的總質(zhì)量；mhk為彈射滑塊的質(zhì)量；mjzj為艦載機(jī)的真實(shí)起飛重量；fts為艦載機(jī)彈射釋放時(shí)刻的彈射力；ff為艦載機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)推力；lmsyt為艦載機(jī)質(zhì)量模擬機(jī)構(gòu)的中心位置距離輪胎的航向距離；lmjzj為真實(shí)的艦載機(jī)重心位置與主起落架輪胎的航向距離。

本發(fā)明具有如下有益效果：本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了在實(shí)驗(yàn)室中沒(méi)有艦載機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的情況下模擬艦載機(jī)彈射釋放過(guò)程的前起落架試驗(yàn)，降低了試驗(yàn)規(guī)模，節(jié)約試驗(yàn)成本；該試驗(yàn)裝置適用于不同起飛重量的彈射型艦載機(jī)，也適用于不同結(jié)構(gòu)形式的前起落架。

附圖說(shuō)明：

圖1為艦載機(jī)前起落架彈射釋放試驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)圖。

其中：

1、彈射滑塊，2、前起落架彈射桿，3、艦載機(jī)前起落架，4、配重塊，5、鋼梁組件，6、輪胎，7、限位擋板，8、彈射力氣缸，9、前起落架牽制桿，10、牽制滑塊，11、牽制液壓缸。

具體實(shí)施方式：

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。

本發(fā)明艦載機(jī)前起落架彈射釋放試驗(yàn)裝置包括：前起落架彈射桿2、艦載機(jī)前起落架3、飛機(jī)質(zhì)量慣量模擬機(jī)構(gòu)、彈射器模擬系統(tǒng)以及牽制加載系統(tǒng)；其中飛機(jī)質(zhì)量慣量模擬機(jī)構(gòu)由鋼梁組件5、配重塊4以及輪胎6構(gòu)成；彈射器模擬系統(tǒng)由彈射滑塊1和彈射力氣缸8構(gòu)成；牽制加載系統(tǒng)由前起落架牽制桿9、牽制滑塊10、牽制液壓缸11以及限位擋板7構(gòu)成。

艦載機(jī)前起落架3安裝在鋼梁組件5前端，輪胎6安裝在鋼梁組件5下方，艦載機(jī)前起落架3下末端的前起落架輪胎與試驗(yàn)裝置的輪胎6的距離由艦載機(jī)的前主輪距確定，前起落架輪胎和試驗(yàn)裝置的輪胎6放置在地面上，共同支撐鋼梁組件5和配重塊4。配重塊4安裝在鋼梁組件5上方，可以調(diào)整配重塊4的數(shù)量和安裝位置來(lái)模擬艦載機(jī)的起飛重量、重心位置以及俯仰轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。彈射滑塊1安裝在艦載機(jī)前起落架3前方的地面上，彈射滑塊1上表面具有與前起落架彈射桿2連接的接頭，彈射滑塊1可以在地面上前后滑動(dòng)，彈射力氣缸8安裝在彈射滑塊1下方，彈射力氣缸8的載荷輸出端與彈射滑塊1連接，可以推動(dòng)彈射滑塊1向前運(yùn)動(dòng)。牽制滑塊10安裝在前起落架牽制桿9后方的地面上，牽制滑塊10上表面具有與前起落架牽制桿9連接的接頭，牽制滑塊10可以前后滑動(dòng)，牽制液壓缸11安裝在牽制滑塊10后方的地面上，牽制液壓缸11的活塞桿與牽制滑塊10連接，可以拉動(dòng)牽制滑塊10前后移動(dòng)。限位擋板7安裝在鋼梁組件5后方，固定在地面上，可以阻礙鋼梁組件5向后移動(dòng)。

本發(fā)明艦載機(jī)前起落架彈射釋放試驗(yàn)裝置實(shí)現(xiàn)的艦載機(jī)質(zhì)量模擬方法為：按照艦載機(jī)的彈射起飛重量調(diào)整配重塊4的安裝數(shù)量和安裝位置，使鋼梁組件5、艦載機(jī)前起落架3、輪胎6以及配重塊4組成的飛機(jī)模擬裝置的重量、重心位置以及俯仰轉(zhuǎn)動(dòng)慣量與真實(shí)艦載機(jī)保持匹配，艦載機(jī)質(zhì)量模擬機(jī)構(gòu)的俯仰轉(zhuǎn)動(dòng)慣量與真實(shí)艦載機(jī)的俯仰轉(zhuǎn)動(dòng)慣量相等，艦載機(jī)質(zhì)量模擬機(jī)構(gòu)的總質(zhì)量和重心位置根據(jù)艦載機(jī)起飛重量、彈射力、發(fā)動(dòng)機(jī)推力計(jì)算得出，計(jì)算方法如下：

其中，msyt為鋼梁組件5、艦載機(jī)前起落架3、輪胎6以及配重塊4組成的艦載機(jī)質(zhì)量模擬機(jī)構(gòu)的總質(zhì)量；mhk為彈射滑塊1的質(zhì)量；mjzj為艦載機(jī)的真實(shí)起飛重量；fts為艦載機(jī)彈射釋放時(shí)刻的彈射力；ff為艦載機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)推力；lmsyt為艦載機(jī)質(zhì)量模擬機(jī)構(gòu)的中心位置距離輪胎6的航向距離；lmjzj為真實(shí)的艦載機(jī)重心位置與主起落架輪胎的航向距離。

本發(fā)明艦載機(jī)前起落架彈射釋放試驗(yàn)裝置的試驗(yàn)方法，步驟如下：

步驟一：按照艦載機(jī)的彈射起飛重量調(diào)整配重塊的安裝數(shù)量和安裝位置，使鋼梁組件5、艦載機(jī)前起落架3、輪胎6以及配重塊4組成的艦載機(jī)質(zhì)量模擬機(jī)構(gòu)的重量、重心位置以及俯仰轉(zhuǎn)動(dòng)慣量與真實(shí)艦載機(jī)匹配；

步驟二：將艦載機(jī)質(zhì)量模擬機(jī)構(gòu)放置在地面上，將前起落架彈射桿2與彈射滑塊1連接，前起落架牽制桿9與牽制滑塊10連接，將限位擋板7安裝在鋼梁組件5的后方，固定在地面上，使鋼梁組件5不能向后移動(dòng)；

步驟三：給彈射力氣缸8的無(wú)活塞桿腔充氣，調(diào)整無(wú)活塞桿腔的氣壓使彈射力氣缸8的推力與艦載機(jī)彈射釋放瞬間的彈射力大小相等，然后保持彈射力氣缸8的無(wú)活塞桿腔氣壓保持不變；

步驟四：給牽制液壓缸11的有活塞桿腔提供高壓油，使?fàn)恐埔簤焊?1拉動(dòng)牽制滑塊10向后移動(dòng)，帶動(dòng)前起落架牽制桿9、艦載機(jī)前起落架3、鋼梁組件5一起向后運(yùn)動(dòng)，鋼梁組件5被限位擋板7擋住以后，隨著牽制液壓缸11載荷增加，前起落架牽制桿9張緊力達(dá)到極限載荷后前起落架牽制桿9解鎖，前起落架牽制桿9與艦載機(jī)前起落架3分離，在彈射力氣缸8的推動(dòng)下，彈射滑塊1帶動(dòng)艦載機(jī)前起落架3和鋼梁組件5一起向前運(yùn)動(dòng)，前起落架牽制桿9解鎖瞬間，艦載機(jī)前起落架3的約束條件和載荷輸入與真實(shí)的艦載機(jī)彈射釋放瞬間一致。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下還可以作出若干改進(jìn)，這些改進(jìn)也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。