可旋轉(zhuǎn)式的針對圓形試驗(yàn)件的高速撞擊試驗(yàn)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于空間碎片防護(hù)試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種可旋轉(zhuǎn)式的針對圓形試驗(yàn)件的高速撞擊試驗(yàn)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]空間碎片，又稱太空垃圾，是人類空間活動(dòng)中丟棄在太空中的廢棄物。隨著人類航天事業(yè)的發(fā)展，空間碎片的空間密度日益增加，已經(jīng)對航天器的安全造成威脅，且其數(shù)量仍在高速增長。大空間碎片的撞擊會使航天器姿態(tài)和軌道發(fā)生改變，更嚴(yán)重的是會導(dǎo)致航天器破損甚至完全解體；小空間碎片的撞擊會使航天器表面性能改變，部分器件損傷或失效，使航天器喪失功能。目前地基設(shè)備只能對厘米級及更大的碎片進(jìn)行觀測、跟蹤和編目，航天器可以根據(jù)空間碎片的軌道參數(shù)進(jìn)行規(guī)避和機(jī)動(dòng)飛行，以避免撞毀；小空間碎片(< Icm)數(shù)量眾多，但無法進(jìn)行軌道測量，只能采取被動(dòng)防護(hù)的方法，在航天器總體設(shè)計(jì)、防護(hù)結(jié)構(gòu)和材料方面著手，降低小空間碎片的威脅。而解決航天器的空間碎片防護(hù)問題的首要問題應(yīng)該是建立并完善具備超高速撞擊試驗(yàn)?zāi)芰Φ牡孛婺M設(shè)備。氣體炮作為通用有效的高速撞擊模擬設(shè)備，不僅可以發(fā)射各種形狀的彈丸，而且對彈丸的質(zhì)量、尺寸和材料有寬廣的適應(yīng)范圍。二級輕氣炮作為氣體炮的一種，是模擬空間碎片超高速碰撞效應(yīng)的重要設(shè)備。二級輕氣炮的工作原理如圖9所示。其工作原理為:泵管(一級炮發(fā)射管)抽真空后注入一定氣壓的輕質(zhì)氣體，高速運(yùn)動(dòng)的活塞絕熱壓縮輕質(zhì)氣體使其在泵管末端形成一個(gè)高壓氣室，當(dāng)這個(gè)氣室的氣壓超過隔離膜片的承受能力后則破膜發(fā)射裝有彈丸的彈托，當(dāng)彈托進(jìn)入膨脹段后，彈托被彈托擋板擋住，彈托內(nèi)的彈丸繼續(xù)飛行進(jìn)入靶艙，擊中試驗(yàn)件。在進(jìn)行高速撞擊試驗(yàn)時(shí)，為了防止高速彈丸在進(jìn)入靶艙內(nèi)與靶艙內(nèi)的空氣摩擦而燒蝕彈丸，必須對靶艙抽真空處理。
[0003]然而二級輕氣炮被應(yīng)用在空間碎片地面模擬試驗(yàn)中往往面臨輕氣炮發(fā)射的彈丸始終保持在一條直線上，導(dǎo)致彈丸基本都是正撞擊在靶件上，無法完成多角度的高速撞擊試驗(yàn)。此外，相較于矩形或方形試驗(yàn)件，圓形試驗(yàn)件有著獨(dú)有的軸對稱性，但其夾持固定存在困難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是為解決上述不足，提供一種可旋轉(zhuǎn)式的針對圓形試驗(yàn)件的高速撞擊試驗(yàn)裝置。
[0005]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:一種可旋轉(zhuǎn)式的針對圓形試驗(yàn)件的高速撞擊試驗(yàn)裝置，包括旋轉(zhuǎn)底座、旋轉(zhuǎn)面板和圓形試驗(yàn)件固定裝置，旋轉(zhuǎn)底座與旋轉(zhuǎn)面板通過法蘭盤連接，圓形試驗(yàn)件固定裝置與旋轉(zhuǎn)面板固定連接，將本裝置固定在二級輕氣炮的靶艙內(nèi)，將試驗(yàn)件通過圓形試驗(yàn)件固定裝置進(jìn)行壓夾固定；圓形試驗(yàn)件固定裝置由三塊中心處具有不同直徑圓形孔洞的平板疊加組成，中間平板孔洞的直徑大于其兩側(cè)平板的直徑，試驗(yàn)件鑲嵌于中間的平板中。
[0006]本發(fā)明還具有如下技術(shù)特征:一種可旋轉(zhuǎn)式的針對圓形試驗(yàn)件的高速撞擊試驗(yàn)裝置的使用方法，使用如上所述的裝置，步驟如下:
[0007](一 )、本裝置結(jié)合二級輕氣炮使用，將本裝置固定在二級輕氣炮的靶艙內(nèi)，將試驗(yàn)件通過圓形試驗(yàn)件固定裝置進(jìn)行壓夾固定；
[0008](二)、旋轉(zhuǎn)底座的法蘭盤能夠使旋轉(zhuǎn)面板在15°、30°、45°和60°旋轉(zhuǎn)，調(diào)整好角度，通過螺栓將旋轉(zhuǎn)面板固定在選定的試驗(yàn)角度；
[0009](三)、通過二級輕氣炮在設(shè)定的速度下發(fā)射指定彈丸以不同角度撞擊特定材料圓形試驗(yàn)件。
[0010]本發(fā)明的有益效果為:
[0011]本發(fā)明裝置結(jié)構(gòu)簡單，夾持固定試驗(yàn)件方便，能根據(jù)實(shí)際需要完成對圓形試驗(yàn)件的多角度撞擊試驗(yàn)。
【附圖說明】
[0012]圖1是本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)底座不意圖；
[0013]圖2是本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)面板示意圖；
[0014]圖3是本發(fā)明的圓形試驗(yàn)件固定裝置的三塊平板示意圖；
[0015]圖4是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖5是旋轉(zhuǎn)角為O度時(shí)的本裝置示意圖；
[0017]圖6是旋轉(zhuǎn)角為15度時(shí)的本裝置示意圖；
[0018]圖7是旋轉(zhuǎn)角為30度時(shí)的本裝置示意圖；
[0019]圖8是旋轉(zhuǎn)角為45度時(shí)的本裝置示意圖；
[0020]圖9為二級輕氣炮工作原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖舉例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明:
[0022]實(shí)施例1
[0023]如圖1、圖2和圖4所示，一種可旋轉(zhuǎn)式的針對圓形試驗(yàn)件的高速撞擊試驗(yàn)裝置，包括旋轉(zhuǎn)底座102、旋轉(zhuǎn)面板202和圓形試驗(yàn)件固定裝置203，旋轉(zhuǎn)底座102與旋轉(zhuǎn)面板202通過法蘭盤連接，能實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)面板的多角度旋轉(zhuǎn)，圓形試驗(yàn)件固定裝置203與旋轉(zhuǎn)面板202固定連接，保證彈著點(diǎn)在板件的中心位置，將本裝置固定在二級輕氣炮的靶艙內(nèi)，將試驗(yàn)件通過圓形試驗(yàn)件固定裝置203進(jìn)行壓夾固定，圓形試驗(yàn)件固定裝置203由三塊中心處具有不同直徑圓形孔洞的平板疊加組成，中間平板孔洞的直徑大于其兩側(cè)平板的直徑，試驗(yàn)件鑲嵌于中間的平板中，兩側(cè)平板起到夾持固定作用。
[0024]本發(fā)明的使用方法:
[0025](一 )結(jié)合二級輕氣炮使用，將本裝置固定在二級輕氣炮的靶艙內(nèi)，將試驗(yàn)件通過圓形試驗(yàn)件固定裝置203進(jìn)行壓夾固定。
[0026]( 二)、旋轉(zhuǎn)底座的法蘭盤設(shè)計(jì)能夠?qū)崿F(xiàn)旋轉(zhuǎn)面板15、30、45、60角度的旋轉(zhuǎn)，調(diào)整好角度，通過螺栓401將旋轉(zhuǎn)面板固定在選定的試驗(yàn)角度。
[0027](三)、通過二級輕氣炮在設(shè)定的速度下發(fā)射指定彈丸以不同角度撞擊特定材料圓形試驗(yàn)件。
[0028]實(shí)施例2
[0029]如圖5、圖6、圖7、圖8所示，旋轉(zhuǎn)面板的旋轉(zhuǎn)角度分別為O度、15度、30度、45度，調(diào)整好試驗(yàn)的角度，通過螺栓401將旋轉(zhuǎn)面板與旋轉(zhuǎn)底座有效的固定，通過旋轉(zhuǎn)底座和面板實(shí)現(xiàn)由圓形試驗(yàn)件固定裝置夾持固定的圓形試驗(yàn)件撞擊角度的改變。本裝置可以為航空航天領(lǐng)域結(jié)構(gòu)材料的空間碎片風(fēng)險(xiǎn)評估與結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)提供試驗(yàn)依據(jù)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種可旋轉(zhuǎn)式的針對圓形試驗(yàn)件的高速撞擊試驗(yàn)裝置，包括旋轉(zhuǎn)底座、旋轉(zhuǎn)面板和圓形試驗(yàn)件固定裝置，其特征在于:旋轉(zhuǎn)底座與旋轉(zhuǎn)面板通過法蘭盤連接，圓形試驗(yàn)件固定裝置與旋轉(zhuǎn)面板固定連接，將本裝置固定在二級輕氣炮的靶艙內(nèi)，將試驗(yàn)件通過圓形試驗(yàn)件固定裝置進(jìn)行壓夾固定；圓形試驗(yàn)件固定裝置由三塊中心處具有不同直徑圓形孔洞的平板疊加組成，中間平板孔洞的直徑大于其兩側(cè)平板的直徑，試驗(yàn)件鑲嵌于中間的平板中。
2.一種可旋轉(zhuǎn)式的針對圓形試驗(yàn)件的高速撞擊試驗(yàn)裝置的使用方法，使用權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，方法步驟如下: (一)、本裝置結(jié)合二級輕氣炮使用，將本裝置固定在二級輕氣炮的靶艙內(nèi)，將試驗(yàn)件通過圓形試驗(yàn)件固定裝置進(jìn)行壓夾固定； (二)、旋轉(zhuǎn)底座的法蘭盤能夠使旋轉(zhuǎn)面板在15°、30°、45°和60°旋轉(zhuǎn)，調(diào)整好角度，通過螺栓將旋轉(zhuǎn)面板固定在選定的試驗(yàn)角度； (三)、通過二級輕氣炮在設(shè)定的速度下發(fā)射指定彈丸以不同角度撞擊特定材料圓形試驗(yàn)件。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種可旋轉(zhuǎn)式的針對圓形試驗(yàn)件的高速撞擊試驗(yàn)裝置，包括旋轉(zhuǎn)底座、旋轉(zhuǎn)面板和圓形試驗(yàn)件固定裝置，旋轉(zhuǎn)底座與旋轉(zhuǎn)面板通過法蘭盤連接，圓形試驗(yàn)件固定裝置與旋轉(zhuǎn)面板固定連接，將本裝置固定在二級輕氣炮的靶艙內(nèi)，將試驗(yàn)件通過圓形試驗(yàn)件固定裝置進(jìn)行壓夾固定；圓形試驗(yàn)件固定裝置由三塊中心處具有不同直徑圓形孔洞的平板疊加組成，中間平板孔洞的直徑大于其兩側(cè)平板的直徑，試驗(yàn)件鑲嵌于中間的平板中。本發(fā)明裝置結(jié)構(gòu)簡單，夾持固定試驗(yàn)件方便，能根據(jù)實(shí)際需要完成對圓形試驗(yàn)件的多角度撞擊試驗(yàn)。
【IPC分類】G01N3-307
【公開號】CN104777044
【申請?zhí)枴緾N201510179063
【發(fā)明人】解維華, 韓國凱, 孟松鶴, 王利彬, 金華, 許承海, 易法軍, 李金平
【申請人】哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【公開日】2015年7月15日
【申請日】2015年4月10日