一種牽制釋放模擬試驗(yàn)裝置及其使用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種牽制釋放模擬試驗(yàn)裝置及其使用方法。
【背景技術(shù)】
[0002]牽制釋放發(fā)射在國外己作為一種基本的發(fā)射方式廣泛應(yīng)用于火箭發(fā)射。采用牽制釋放發(fā)射的運(yùn)載火箭，從開始點(diǎn)火到發(fā)動(dòng)機(jī)推力達(dá)到起飛推力前均處于牽制狀態(tài)，一旦達(dá)到規(guī)定的起飛推力則受控釋放。由于牽制釋放發(fā)射方式能夠提高火箭發(fā)射可靠性與精度，我國也開始研究在未來型號(hào)中采取這種方式發(fā)射。
[0003]牽制釋放發(fā)射中，火箭點(diǎn)火后在推力達(dá)到某一門檻值之前一直處于牽制狀態(tài)，當(dāng)推力到門檻值后，牽制機(jī)構(gòu)打開，給火箭一個(gè)瞬態(tài)加速的過程，各部件均受到過載和瞬態(tài)振動(dòng)的綜合作用，這個(gè)瞬態(tài)環(huán)境在型號(hào)研制過程中需要開展地面模擬試驗(yàn)，以考核研制產(chǎn)品力學(xué)環(huán)境適應(yīng)性。
[0004]對(duì)于牽制釋放過程的過載和瞬態(tài)振動(dòng)的綜合作用，目前地面試驗(yàn)試驗(yàn)采用過載與瞬態(tài)振動(dòng)分開模擬考核。對(duì)于瞬態(tài)振動(dòng)，通過制定瞬態(tài)振動(dòng)環(huán)境試驗(yàn)條件，在振動(dòng)臺(tái)或沖擊臺(tái)復(fù)現(xiàn)部件的瞬態(tài)振動(dòng)環(huán)境，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行考核。但在振動(dòng)臺(tái)或沖擊臺(tái)不能實(shí)現(xiàn)過載模擬。對(duì)于過載，采取靜力考核或在離心機(jī)上進(jìn)行過載考核，不能實(shí)現(xiàn)與瞬態(tài)振動(dòng)同時(shí)考核。因此需要提供一種牽制釋放模擬試驗(yàn)裝置及其使用方法，以實(shí)現(xiàn)牽制釋放過程中過載和瞬態(tài)振動(dòng)的綜合模擬。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種牽制釋放模擬試驗(yàn)裝置及其使用方法。
[0006]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案如下:
[0007]一種牽制釋放模擬試驗(yàn)裝置，包括試驗(yàn)工裝、拉力系統(tǒng)、釋放機(jī)構(gòu)、保護(hù)系統(tǒng)和測(cè)量系統(tǒng)；試驗(yàn)工裝內(nèi)部有空腔，用于安裝試驗(yàn)件并為拉力系統(tǒng)提供加力點(diǎn)，試驗(yàn)件的底部安裝于試驗(yàn)工裝內(nèi)的底部，試驗(yàn)件的其它部位與試驗(yàn)工裝不接觸；拉力系統(tǒng)與試驗(yàn)工裝上部連接，用于提供拉伸力，模擬起飛階段的推力；釋放機(jī)構(gòu)與試驗(yàn)工裝的下部連接，用于控制試驗(yàn)工裝的釋放；保護(hù)系統(tǒng)用于保護(hù)試驗(yàn)過程試驗(yàn)工裝和試驗(yàn)件的安全；測(cè)量系統(tǒng)用于測(cè)量牽制釋放過程中試驗(yàn)件上的響應(yīng)。
[0008]所述試驗(yàn)工裝包括上梁、多根拉桿和下梁；拉桿與上梁和下梁的外端固定連接；下梁中心連接釋放機(jī)構(gòu)，上梁中心連接拉力系統(tǒng)。
[0009]所述拉力系統(tǒng)包括兩個(gè)龍門架、鋼絲繩、定滑輪、橡皮繩組、吊葫蘆和立鑄塊；兩個(gè)龍門架頂部間安裝有橫梁，橫梁上安裝有兩組滑輪，一組定滑輪在橫梁中間，另一組定滑輪在橫梁一端，在龍門架該端的地軌上還有一組定滑輪；在試驗(yàn)件工裝頂端固定連接力傳感器，力傳感器的上端連接一根鋼絲繩，鋼絲繩垂直向上連到龍門架頂部，經(jīng)過龍門架頂部的兩組定滑輪轉(zhuǎn)向垂直向下，經(jīng)過地軌上的定滑輪轉(zhuǎn)向地面水平拉伸，鋼絲繩經(jīng)過地軌上的定滑輪后連接橡皮繩組的一端，橡皮繩組的另一端連接在吊葫蘆上，吊葫蘆與固定在地面上的立鑄塊固定連接。
[0010]所述釋放機(jī)構(gòu)為炸彈鉤，固定在試驗(yàn)工裝中心對(duì)應(yīng)的地面上；試驗(yàn)工裝的下端中心固定有一根下端帶有橫向通孔的螺栓，帶孔螺栓與炸彈鉤的爪鉤連，爪鉤閉合。
[0011]所述保護(hù)系統(tǒng)包括上保護(hù)繩和下保護(hù)繩；上保護(hù)繩對(duì)試驗(yàn)件下落過程起保護(hù)作用，防止其下落至地面；下保護(hù)繩防止試驗(yàn)件上升過程中出現(xiàn)意外飛行過高。
[0012]所述測(cè)量系統(tǒng)包括安裝在試驗(yàn)工裝上部的力傳感器、安裝在試驗(yàn)件內(nèi)部的傳感器、安放在試驗(yàn)場外安全區(qū)的穩(wěn)壓電源和信號(hào)采集器、連接傳感器與穩(wěn)壓電源和信號(hào)采集器間的測(cè)試電纜。
[0013]所述試驗(yàn)工裝的上梁包括兩根互相垂直交叉的工字鋼，交叉處下部固定連接有一塊上梁平板；下梁同樣包括兩根互相垂直交叉的工字鋼，交叉處上部固定連接有一塊下梁平板。
[0014]所述下梁平板外還具有一塊環(huán)形板，用于安裝和支撐試驗(yàn)件。
[0015]所述龍門架由鑄塊搭建而成，兩個(gè)龍門架的尺寸由試驗(yàn)工裝的外形尺寸和試驗(yàn)件-試驗(yàn)工裝運(yùn)動(dòng)高度確定。
[0016]所述兩個(gè)龍門架的長、寬為試驗(yàn)工裝外形寬度的2倍以上，兩個(gè)龍門架的高度大于試驗(yàn)件-試驗(yàn)工裝高度與運(yùn)動(dòng)高度數(shù)值之和。
[0017]所述釋放機(jī)構(gòu)的承載能力為試驗(yàn)加載量的2倍以上。
[0018]所述上保護(hù)繩的一端連接龍門架的橫梁，另一端連接試驗(yàn)工裝的頂部，長度為釋放前試驗(yàn)工裝上部和龍門架頂部之間的距離。
[0019]所述下保護(hù)繩的一端連接試驗(yàn)工裝的底部，另一端連接地面；其長度為試驗(yàn)件-試驗(yàn)工裝的運(yùn)行高度。
[0020]一種上述牽制釋放模擬試驗(yàn)裝置的使用方法，依次包括如下步驟:
[0021]步驟1.將試驗(yàn)件安裝在試驗(yàn)工裝內(nèi)，試驗(yàn)件與試驗(yàn)工裝的環(huán)形板螺接；
[0022]步驟2.將試驗(yàn)工裝與拉力系統(tǒng)相連，測(cè)量試驗(yàn)件和試驗(yàn)工裝的總質(zhì)量為G ；
[0023]步驟3.安裝上測(cè)量系統(tǒng)，給測(cè)量系統(tǒng)通電，進(jìn)行測(cè)量系統(tǒng)信號(hào)檢查，確認(rèn)無干擾信號(hào);
[0024]步驟4.將釋放機(jī)構(gòu)與試驗(yàn)工裝下部連接，試驗(yàn)前使釋放機(jī)構(gòu)處于鎖住狀態(tài)；加力系統(tǒng)對(duì)試驗(yàn)工裝加力，調(diào)整拉力系統(tǒng)使得試驗(yàn)工裝在上、下拉力下處于平衡靜止?fàn)顟B(tài)，連接保護(hù)系統(tǒng)；
[0025]步驟5.估算預(yù)定加載力F。；設(shè)定運(yùn)動(dòng)過載為a。，則估算鋼絲繩提供的預(yù)定加載力F0 約為 F。= G*a0 ；
[0026]步驟6.開始進(jìn)行試驗(yàn)，牽動(dòng)吊葫蘆，使得橡皮繩組伸長提供加載力F，實(shí)際的加載力F由力傳感器測(cè)量出來，通過監(jiān)視力傳感器的實(shí)際加載力F值達(dá)到預(yù)定值F。后，啟動(dòng)信號(hào)采集器進(jìn)行記錄傳感器記錄的實(shí)際過載a ;人員撤離到安全區(qū)域，啟動(dòng)釋放系統(tǒng)解鎖；
[0027]步驟7.試驗(yàn)結(jié)束，查看測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量數(shù)據(jù)，判定數(shù)據(jù)品質(zhì)良好，測(cè)量得到的過載a的值符合理論值，則試驗(yàn)成功。
[0028]本發(fā)明的有益效果在于:采用本項(xiàng)發(fā)明的牽制釋放模擬試驗(yàn)設(shè)備及其使用方法，利用現(xiàn)有設(shè)備和工裝條件開展試驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)火箭和導(dǎo)彈牽制釋放發(fā)射過程中過載和瞬態(tài)振動(dòng)綜合模擬，模擬方法投入成本小，模擬真實(shí)，為火箭和導(dǎo)彈牽制釋放發(fā)射設(shè)計(jì)和設(shè)備力學(xué)環(huán)境考核提供較完善的驗(yàn)證方法。通過本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)單機(jī)和部段級(jí)試驗(yàn)件牽制釋放中的過載和瞬態(tài)振動(dòng)的綜合t吳擬。
【附圖說明】
[0029]圖1為本發(fā)明的主視圖；
[0030]圖2為圖1中試驗(yàn)工裝的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031 ] 圖3為圖1中拉力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)意圖；
[0032]圖4為實(shí)施例的設(shè)備使用方法試驗(yàn)結(jié)果；
[0033]圖中:
[0034]1-試驗(yàn)工裝、1-1上梁、1-2拉桿、1-3下梁、1_4上梁平板、1-5下梁平板、1-6環(huán)形板、2-拉力系統(tǒng)、2-1龍門架、2-2鋼絲繩、2-3定滑輪、2-4橡皮繩組、2_5吊葫蘆、2_6立鑄塊、2-7力傳感器、3-釋放機(jī)構(gòu)、4-保護(hù)系統(tǒng)、4-1上保護(hù)繩、4-2下保護(hù)繩、5-試驗(yàn)件。
【具體實(shí)施方式】
[0035]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的描述。
[0036]本實(shí)施例提供了一種牽制釋放模擬試驗(yàn)裝置，其整體結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括試驗(yàn)工裝1、拉力系統(tǒng)2、釋放機(jī)構(gòu)3、保護(hù)系統(tǒng)4和測(cè)量系統(tǒng)。
[0037]試驗(yàn)工裝1用于安裝試驗(yàn)件5，提供加力點(diǎn)，其結(jié)構(gòu)如圖2所示，包括上梁1-1、四根拉桿1-2和下梁1-3，上梁包括兩根互相垂直交叉的工字鋼，交叉處下部固定連接有一塊上梁平板1-4 ;下梁1-3同樣包括兩根互相垂直交叉的工字鋼，交叉處上部固定連接有一塊下梁平板1-5，下梁平板1-5外還具有一塊環(huán)形板1-6，用于安裝和支撐試驗(yàn)件5 ;拉桿1-2與上梁1-1和下梁1-3的工字鋼外端均采用螺接，在安裝試驗(yàn)件5時(shí)可拆卸，拉桿1-2呈垂直狀態(tài)；試驗(yàn)件5的下端與下梁1-3同軸螺接，使試驗(yàn)件5位于試驗(yàn)工裝1內(nèi)部，試驗(yàn)件5的其它部位與試驗(yàn)工裝1不接