技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及一種艦載機(jī)前起落架突伸試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)方法，屬于一類飛機(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)的起降主要以航空母艦為基地，受航母甲板長度的嚴(yán)格限制，艦載飛機(jī)起飛滑跑距離非常有限，且必須在極短的距離內(nèi)達(dá)到最小安全離艦速度和相應(yīng)起飛姿態(tài)。目前艦載機(jī)起飛常用滑躍起飛和彈射起飛兩種技術(shù)途徑，國外先進(jìn)航母上均采用了彈射起飛技術(shù)。

艦載飛機(jī)在準(zhǔn)備實(shí)施彈射時(shí)，彈射器開始預(yù)加載，彈射桿被張緊；在彈射開始時(shí)，彈射器持續(xù)加載，當(dāng)達(dá)到釋放載荷時(shí)，張力銷被拉斷，飛機(jī)即脫離牽制桿的約束，開始進(jìn)入彈射滑跑階段；在彈射行程結(jié)束時(shí)，飛機(jī)脫離彈射桿的約束，進(jìn)人甲板自由滑跑階段，受壓縮的前起落架快速伸展，飛機(jī)快速抬頭。前起落架的快速突伸作用使飛機(jī)在甲板邊緣獲得足夠的俯仰角及俯仰角速度，進(jìn)而使飛機(jī)盡快到達(dá)起飛迎角。前起落架突伸是艦載機(jī)采用前輪拖拽彈射起飛的關(guān)鍵技術(shù)之一。

突伸試驗(yàn)是檢驗(yàn)艦載機(jī)前起落架突伸能力的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，目前公開的專利中并無相關(guān)的技術(shù)研究。在國內(nèi)公開文獻(xiàn)中，魏小輝等提出了基于當(dāng)量質(zhì)量的前起落架突伸試驗(yàn)方法，該試驗(yàn)方法在選取適當(dāng)?shù)漠?dāng)量質(zhì)量系數(shù)時(shí)，能夠較好的考核艦載機(jī)前起落架的突伸能力。但該試驗(yàn)方法對(duì)單獨(dú)起落架進(jìn)行試驗(yàn)，未考慮艦載飛機(jī)在彈射中的氣動(dòng)特性和質(zhì)量慣量特性對(duì)前起落架突伸性能的影響。因此，需對(duì)現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)以解決現(xiàn)有技術(shù)之不足。

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)存在的問題而提供一種艦載機(jī)前起落架突伸試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)方法，模擬艦載機(jī)在彈射起飛末端前起落架突伸運(yùn)動(dòng)過程。

本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種艦載機(jī)前起落架突伸試驗(yàn)裝置，包括艦載機(jī)質(zhì)量慣量模擬機(jī)構(gòu)和前起落架加載機(jī)構(gòu)；

所述艦載機(jī)質(zhì)量慣量模擬機(jī)構(gòu)由鋼梁組件、前起落架、支撐鉸鏈以及配重塊構(gòu)成，所述前起落架加載機(jī)構(gòu)由液壓作動(dòng)筒、張力銷以及作動(dòng)筒鉸鏈構(gòu)成，所述液壓作動(dòng)筒設(shè)有活塞桿；

所述鋼梁組件由固定在地面上的支撐鉸鏈支撐，繞支撐鉸鏈轉(zhuǎn)動(dòng)，所述前起落架安裝在鋼梁組件下方，所述前起落架包括支柱、斜撐桿和機(jī)輪，所述前起落架通過支柱和斜撐桿與鋼梁組件連接，隨著鋼梁組件一起運(yùn)動(dòng)，所述配重塊安裝在鋼梁組件上，所述液壓作動(dòng)筒豎直安裝在前起落架正前方，所述液壓作動(dòng)筒通過固定在地面上的作動(dòng)筒鉸鏈與地面連接，所述張力銷豎直安裝在液壓作動(dòng)筒的上方，張力銷下端與液壓作動(dòng)筒的活塞桿連接，張力銷上端與鋼梁組件連接。

本發(fā)明還采用如下技術(shù)方案：一種艦載機(jī)前起落架突伸試驗(yàn)裝置的試驗(yàn)方法，包括如下步驟：

步驟一：根據(jù)艦載機(jī)的彈射起飛重量以及艦載機(jī)氣動(dòng)力特性計(jì)算出試驗(yàn)裝置的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和重心位置，調(diào)整配重塊的安裝數(shù)量和安裝位置使試驗(yàn)裝置的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和重心位置滿足試驗(yàn)要求；

步驟二：根據(jù)艦載機(jī)彈射起飛末端時(shí)刻彈射器的輸出載荷計(jì)算出前起落架上作用的彈射載荷豎直分量，按照前起落架上作用的彈射載荷豎直分量選擇對(duì)應(yīng)斷離載荷的張力銷，連接到液壓作動(dòng)筒和鋼梁組件上；

步驟三：將液壓作動(dòng)筒的無活塞桿腔連接回油，有活塞桿腔連接高壓油，隨著液壓作動(dòng)筒載荷增加，鋼梁組件將前起落架向下壓縮，當(dāng)液壓作動(dòng)筒載荷增加到張力銷斷離極限時(shí)，張力銷斷開，前起落架帶動(dòng)鋼梁組件一起向上作突伸運(yùn)動(dòng)。

進(jìn)一步地，步驟一中，調(diào)整艦載機(jī)模擬機(jī)構(gòu)的總重量與真實(shí)艦載機(jī)起飛重量相等，艦載機(jī)模擬機(jī)構(gòu)繞支撐鉸鏈的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量與真實(shí)艦載機(jī)繞主起落架輪軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量相等；

艦載機(jī)模擬機(jī)構(gòu)的重心與支撐鉸鏈的水平距離計(jì)算方法如下：

其中：mg為艦載機(jī)重力，lm為艦載機(jī)重心到主起落架的航向距離，q為艦載機(jī)彈射末端的動(dòng)壓，s為艦載機(jī)機(jī)翼參考面積，cl為升力系數(shù)，c為平均氣動(dòng)弦長，cm為俯仰力矩系數(shù)；

艦載機(jī)模擬機(jī)構(gòu)重心與支撐鉸鏈的連線與水平面的夾角計(jì)算方法如下：

其中：clα為艦載機(jī)升力系數(shù)對(duì)迎角的導(dǎo)數(shù)，cmα為艦載機(jī)俯仰力矩系數(shù)對(duì)迎角的導(dǎo)數(shù)。

本發(fā)明具有如下有益效果：本發(fā)明艦載機(jī)前起落架突伸試驗(yàn)裝置可以模擬艦載機(jī)的俯仰轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和前起落架停機(jī)載荷，并且通過調(diào)整飛機(jī)質(zhì)量慣量模擬機(jī)構(gòu)的重心高度可以等效艦載機(jī)氣動(dòng)力對(duì)前起落架突伸性能的影響，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。

附圖說明：

圖1為艦載機(jī)前起落架突伸試驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)圖。

其中：

1、作動(dòng)筒鉸鏈，2、液壓作動(dòng)筒，3、張力銷，4、前起落架，5、配重塊，6、鋼梁組件，7、支撐鉸鏈，8、支柱，9、斜撐桿，10、機(jī)輪。

具體實(shí)施方式：

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。

本發(fā)明艦載機(jī)前起落架突伸試驗(yàn)裝置包括艦載機(jī)質(zhì)量慣量模擬機(jī)構(gòu)和前起落架加載機(jī)構(gòu)，其中艦載機(jī)質(zhì)量慣量模擬機(jī)構(gòu)由鋼梁組件6、前起落架4、支撐鉸鏈7以及配重塊5構(gòu)成；前起落架加載機(jī)構(gòu)由液壓作動(dòng)筒2、張力銷3以及作動(dòng)筒鉸鏈1構(gòu)成。

鋼梁組件6由固定在地面上的支撐鉸鏈7支撐，可以繞支撐鉸鏈7轉(zhuǎn)動(dòng)，模擬艦載機(jī)俯仰運(yùn)動(dòng)。前起落架4安裝在鋼梁組件6下方，前起落架4包括支柱8、斜撐桿9和機(jī)輪10，通過前起落架4的支柱8和斜撐桿9與鋼梁組件6連接，可以隨著鋼梁組件6一起運(yùn)動(dòng)，前起落架4的機(jī)輪10與支撐鉸鏈7的距離與艦載機(jī)的前主輪距相等。配重塊5安裝在鋼梁組件6上，可以通過配重塊5的數(shù)量和安裝位置調(diào)整突伸試驗(yàn)裝置的重量，重心位置和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。液壓作動(dòng)筒2豎直安裝在前起落架4正前方，液壓作動(dòng)筒2通過固定在地面上的作動(dòng)筒鉸鏈1與地面連接。張力銷3豎直安裝在液壓作動(dòng)筒2的上方，張力銷3下端與液壓作動(dòng)筒2的活塞桿連接，張力銷3上端與鋼梁組件6連接。

本發(fā)明艦載機(jī)前起落架突伸試驗(yàn)裝置的艦載機(jī)質(zhì)量慣量模擬機(jī)構(gòu)的配置方法包括：

艦載機(jī)模擬機(jī)構(gòu)的總重量與真實(shí)艦載機(jī)起飛重量相等，艦載機(jī)模擬機(jī)構(gòu)繞支撐鉸鏈7的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量與真實(shí)艦載機(jī)繞主起落架輪軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量相等。

艦載機(jī)模擬機(jī)構(gòu)的重心與支撐鉸鏈7的水平距離計(jì)算方法如下：

其中：mg為艦載機(jī)重力，lm為艦載機(jī)重心到主起落架的航向距離，q為艦載機(jī)彈射末端的動(dòng)壓，s為艦載機(jī)機(jī)翼參考面積，cl為升力系數(shù)，c為平均氣動(dòng)弦長，cm為俯仰力矩系數(shù)。

艦載機(jī)模擬機(jī)構(gòu)重心與支撐鉸鏈7的連線與水平面的夾角計(jì)算方法如下：

其中：clα為艦載機(jī)升力系數(shù)對(duì)迎角的導(dǎo)數(shù)，cmα為艦載機(jī)俯仰力矩系數(shù)對(duì)迎角的導(dǎo)數(shù)。

本發(fā)明艦載機(jī)前起落架突伸試驗(yàn)裝置的試驗(yàn)方法，步驟如下：

步驟一：根據(jù)艦載機(jī)的彈射起飛重量以及艦載機(jī)氣動(dòng)力特性計(jì)算出試驗(yàn)裝置的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和重心位置，調(diào)整配重塊5的安裝數(shù)量和安裝位置使試驗(yàn)裝置的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和重心位置滿足試驗(yàn)要求；

步驟二：根據(jù)艦載機(jī)彈射起飛末端時(shí)刻彈射器的輸出載荷計(jì)算出前起落架上作用的彈射載荷豎直分量，按照前起落架4上作用的彈射載荷豎直分量選擇對(duì)應(yīng)斷離載荷的張力銷3，連接到液壓作動(dòng)筒2和鋼梁組件6上；

步驟三：將液壓作動(dòng)筒2的無桿腔連接回油，有桿腔接高壓油，隨著液壓作動(dòng)筒2載荷增加，鋼梁組件6將前起落架4向下壓縮，當(dāng)液壓作動(dòng)筒2載荷增加到張力銷3斷離極限時(shí)，張力銷3斷開，前起落架4帶動(dòng)鋼梁組件6一起向上作突伸運(yùn)動(dòng)。

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)人員來說，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。