一種牽制釋放模擬試驗裝置及其使用方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于動力學試驗技術領域，具體涉及一種牽制釋放模擬試驗裝置及其使用方法。
【背景技術】
[0002]牽制釋放發(fā)射在國外己作為一種基本的發(fā)射方式廣泛應用于火箭發(fā)射。采用牽制釋放發(fā)射的運載火箭，從開始點火到發(fā)動機推力達到起飛推力前均處于牽制狀態(tài)，一旦達到規(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中采取這種方式發(fā)射。
[0003]牽制釋放發(fā)射中，火箭點火后在推力達到某一門檻值之前一直處于牽制狀態(tài)，當推力到門檻值后，牽制機構打開，給火箭一個瞬態(tài)加速的過程，各部件均受到過載和瞬態(tài)振動的綜合作用，這個瞬態(tài)環(huán)境在型號研制過程中需要開展地面模擬試驗，以考核研制產(chǎn)品力學環(huán)境適應性。
[0004]對于牽制釋放過程的過載和瞬態(tài)振動的綜合作用，目前地面試驗試驗采用過載與瞬態(tài)振動分開模擬考核。對于瞬態(tài)振動，通過制定瞬態(tài)振動環(huán)境試驗條件，在振動臺或沖擊臺復現(xiàn)部件的瞬態(tài)振動環(huán)境，對產(chǎn)品進行考核。但在振動臺或沖擊臺不能實現(xiàn)過載模擬。對于過載，采取靜力考核或在離心機上進行過載考核，不能實現(xiàn)與瞬態(tài)振動同時考核。因此需要提供一種牽制釋放模擬試驗裝置及其使用方法，以實現(xiàn)牽制釋放過程中過載和瞬態(tài)振動的綜合模擬。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術存在的問題，提供一種牽制釋放模擬試驗裝置及其使用方法。
[0006]實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術方案如下:
[0007]一種牽制釋放模擬試驗裝置，包括試驗工裝、拉力系統(tǒng)、釋放機構、保護系統(tǒng)和測量系統(tǒng)；試驗工裝內(nèi)部有空腔，用于安裝試驗件并為拉力系統(tǒng)提供加力點，試驗件的底部安裝于試驗工裝內(nèi)的底部，試驗件的其它部位與試驗工裝不接觸；拉力系統(tǒng)與試驗工裝上部連接，用于提供拉伸力，模擬起飛階段的推力；釋放機構與試驗工裝的下部連接，用于控制試驗工裝的釋放；保護系統(tǒng)用于保護試驗過程試驗工裝和試驗件的安全；測量系統(tǒng)用于測量牽制釋放過程中試驗件上的響應。
[0008]所述試驗工裝包括上梁、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構，上梁中心連接拉力系統(tǒng)。
[0009]所述拉力系統(tǒng)包括兩個龍門架、鋼絲繩、定滑輪、橡皮繩組、吊葫蘆和立鑄塊；兩個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]所述釋放機構為炸彈鉤，固定在試驗工裝中心對應的地面上；試驗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]所述保護系統(tǒng)包括上保護繩和下保護繩；上保護繩對試驗件下落過程起保護作用，防止其下落至地面；下保護繩防止試驗件上升過程中出現(xiàn)意外飛行過高。
[0012]所述測量系統(tǒng)包括安裝在試驗工裝上部的力傳感器、安裝在試驗件內(nèi)部的傳感器、安放在試驗場外安全區(qū)的穩(wěn)壓電源和信號采集器、連接傳感器與穩(wěn)壓電源和信號采集器間的測試電纜。
[0013]所述試驗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件。
[0015]所述龍門架由鑄塊搭建而成，兩個龍門架的尺寸由試驗工裝的外形尺寸和試驗件-試驗工裝運動高度確定。
[0016]所述兩個龍門架的長、寬為試驗工裝外形寬度的2倍以上，兩個龍門架的高度大于試驗件-試驗工裝高度與運動高度數(shù)值之和。
[0017]所述釋放機構的承載能力為試驗加載量的2倍以上。
[0018]所述上保護繩的一端連接龍門架的橫梁，另一端連接試驗工裝的頂部，長度為釋放前試驗工裝上部和龍門架頂部之間的距離。
[0019]所述下保護繩的一端連接試驗工裝的底部，另一端連接地面；其長度為試驗件-試驗工裝的運行高度。
[0020]一種上述牽制釋放模擬試驗裝置的使用方法，依次包括如下步驟:
[0021]步驟1.將試驗件安裝在試驗工裝內(nèi)，試驗件與試驗工裝的環(huán)形板螺接；
[0022]步驟2.將試驗工裝與拉力系統(tǒng)相連，測量試驗件和試驗工裝的總質(zhì)量為G ；
[0023]步驟3.安裝上測量系統(tǒng)，給測量系統(tǒng)通電，進行測量系統(tǒng)信號檢查，確認無干擾信號;
[0024]步驟4.將釋放機構與試驗工裝下部連接，試驗前使釋放機構處于鎖住狀態(tài)；加力系統(tǒng)對試驗工裝加力，調(diào)整拉力系統(tǒng)使得試驗工裝在上、下拉力下處于平衡靜止狀態(tài)，連接保護系統(tǒng)；
[0025]步驟5.估算預定加載力F。；設定運動過載為a。，則估算鋼絲繩提供的預定加載力F0 約為 F。= G*a0 ；
[0026]步驟6.開始進行試驗，牽動吊葫蘆，使得橡皮繩組伸長提供加載力F，實際的加載力F由力傳感器測量出來，通過監(jiān)視力傳感器的實際加載力F值達到預定值F。后，啟動信號采集器進行記錄傳感器記錄的實際過載a ;人員撤離到安全區(qū)域，啟動釋放系統(tǒng)解鎖；
[0027]步驟7.試驗結束，查看測量系統(tǒng)的測量數(shù)據(jù)，判定數(shù)據(jù)品質(zhì)良好，測量得到的過載a的值符合理論值，則試驗成功。
[0028]本發(fā)明的有益效果在于:采用本項發(fā)明的牽制釋放模擬試驗設備及其使用方法，利用現(xiàn)有設備和工裝條件開展試驗，實現(xiàn)火箭和導彈牽制釋放發(fā)射過程中過載和瞬態(tài)振動綜合模擬，模擬方法投入成本小，模擬真實，為火箭和導彈牽制釋放發(fā)射設計和設備力學環(huán)境考核提供較完善的驗證方法。通過本發(fā)明可以實現(xiàn)單機和部段級試驗件牽制釋放中的過載和瞬態(tài)振動的綜合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中試驗工裝的結構示意圖；
[0031 ] 圖3為圖1中拉力系統(tǒng)的結構意圖；
[0032]圖4為實施例的設備使用方法試驗結果；
[0033]圖中:
[0034]1-試驗工裝、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-釋放機構、4-保護系統(tǒng)、4-1上保護繩、4-2下保護繩、5-試驗件。
【具體實施方式】
[0035]下面結合附圖對本發(fā)明的技術方案做進一步的描述。
[0036]本實施例提供了一種牽制釋放模擬試驗裝置，其整體結構如圖1所示，包括試驗工裝1、拉力系統(tǒng)2、釋放機構3、保護系統(tǒng)4和測量系統(tǒng)。
[0037]試驗工裝1用于安裝試驗件5，提供加力點，其結構如圖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，在安裝試驗件5時可拆卸，拉桿1-2呈垂直狀態(tài)；試驗件5的下端與下梁1-3同軸螺接，使試驗件5位于試驗工裝1內(nèi)部，試驗件5的其它部位與試驗工裝1不接