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一种水平弹射-撞击式叶片切鸟试验装置及试验方法


技术摘要:
本发明公开一种水平弹射‑撞击式叶片切鸟试验装置,包括空气炮、空气炮发射的弹丸、滑道、冲量转换装置、试验叶片、试验鸟体,以冲量转换装置作为冲量转换的中介,将空气炮发射弹丸的冲量转移到试验叶片中,试验叶片撞击试验鸟体的过程作为叶片切鸟的模拟。由于弹丸不  全部
背景技术:
鸟撞事故指飞鸟在空中与高速运动的飞行器或列车相撞所发生的的事故。鸟撞飞 机是威胁航空安全的重要问题之一,高速飞行的物体相撞会产生巨大的能量对飞机的材料 和结构造成不可逆的损伤,因此抗鸟撞试验非常重要。真实的鸟体是复杂的,以固体的姿态 撞击,之后会在很短的时间内破碎,又呈现为黏性流体或很多碎片,因此在不同的撞击速度 下,鸟体会呈现出不同的材料特性,而根据力的反作用飞机被撞击的部位也会发生改变,那 么这个撞击过程中鸟体和飞机损伤的几何和材料都发生着高度的非线性变化,由于事故发 生具有一定的随机性,不会存在两次同样的撞击损伤。理论上做抗鸟撞试验可以模拟不同 形态的鸟撞击过程,目前多数采用模拟明胶鸟来做试验且为利用空气炮发射鸟弹撞击靶 板。在公布号为CN110345811A的发明创造中提出了一种空气炮鸟撞试验装置,一种大口径 的鸟撞试验发射装置,还有其他关于空气炮的不同结构的发明创造。目前多采用空气炮发 射明胶鸟弹撞击固定叶片的方式开展研究,但明胶弹在发射和加速过程中容易变形和压 溃,导致试验结果失真,如果用空气炮发射叶片,又无法保证能够发射大尺寸叶片,以及叶 片撞击明胶时的姿态。所以需要一种新的方式来完善关于抗鸟撞的试验。
技术实现要素:
发明目的:本发明目的是为了解决现有抗鸟撞叶片试验方法的类型单一性或成本 较高的问题,提供一种水平弹射-撞击式叶片切鸟试验装置,采用空气炮发射明胶鸟弹为固 定叶片提供动能的方式模拟不同种类的鸟撞击叶片,提高了抗鸟撞叶片试验方法的便捷性 和准确性。 技术方案:为达到上述目的,本发明可采用如下技术方案: 一种水平弹射-撞击式叶片切鸟试验装置,包括外壳、位于外壳内的空气炮、空气 炮发射的弹丸,其特征在于:还包括位于外壳内的滑道、位于滑道内的冲量转换装置、同样 位于滑道内的试验叶片、位于外壳内的试验鸟体、测速仪、抽真空泵;所述滑道的一端面对 空气炮炮口,滑道的另一端面对试验鸟体;所述冲量转换装置的一端延伸出滑道并面对空 气炮炮口,且冲量转换装置面对空气炮炮口的一端设有接受弹丸冲击的冲击接触面,冲量 转换装置的另一端与试验叶片的一端贴靠,试验叶片的另一端面对试验鸟体,当弹丸射出 至撞击冲击接触面后,冲量转换装置推动试验叶片撞击试验鸟体;冲量转换装置的重量与 试验叶片的重量之和等于弹丸的重量; 抽真空泵用以将外壳内及滑道内抽真空;测速仪用以测量弹丸自空气炮打出后的 速度以及试验叶片在滑道内滑动的速度。 有益效果:本发明中通过设置滑道及冲量转换装置,以冲量转换装置作为冲量转 换的中介,将空气炮炮弹弹丸的冲量转移到试验叶片中,试验叶片撞击试验鸟体的过程作 3 CN 111579190 A 说 明 书 2/3 页 为叶片切鸟的模拟。由于弹丸不直接冲击试验叶片,同时也不需要直接从炮管中打出试验 叶片,故现有技术中存在的明胶弹直接撞击试验叶片而变形和压溃的问题在本发明中得以 解决,以及,现有技术中用空气炮发射叶片无法保证能够发射大尺寸叶片,以及叶片撞击明 胶时的姿态的问题在本发明中也得以解决,从而提高了抗鸟撞叶片试验方法的便捷性和准 确性。 进一步的,所述滑道面对试验鸟体的一端与试验鸟体贴靠。 进一步的,所述空气炮具有放弹口、炮口、用以放置弹丸的弹托;放弹口、炮口、弹 托分离器、冲量转换装置、试验叶片和滑道同轴。 进一步的,所述滑道与空气炮炮口之前设有弹托分离器及降噪器,降噪器又位于 弹托分离器及冲量转换装置之间。 进一步的,还设有鸟体悬挂装置和减振器,鸟体悬挂装置包括固定端及悬臂梁;固 定端与外壳的顶部内侧固定,悬臂梁与固定端连接并自固定端向下延伸,所述试验鸟体悬 挂在悬臂梁下方,悬臂梁一侧与减振器连接。 进一步的,所述冲量转换装置与试验叶片贴靠的一端始终位于滑道内,且冲量转 换装置始终位于滑道内的部分的横截面积与滑道内横截面积相等。 进一步的,测速仪设有两个,一个位于滑道上端用以试验叶片在滑道内滑动的速 度,另一个位于炮口到冲击接触面之间距离的上方用以测量弹丸自空气炮打出后到与冲击 接触面碰撞的过程的速度变化;所述的滑道内设有灯光并连接外部高分辨率的摄像机来拍 摄叶片撞击损伤情况。 本发明还提供了使用上述叶片切鸟试验装置的试验方法的技术方案: 将内部抽真空,让整个实验过程处于真空中以减少空气阻力;射出弹丸撞击冲量 转换装置,通过该冲量转换装置将弹丸的冲击动能转化为试验叶片在滑道内的高速直线运 动,试验叶片撞击试验鸟体完成叶片切鸟模拟。 进一步的,冲量转换装置用单一材料制成,滑道内壁用单一材料制成,测量材料参 数,通过计算确定出转换过程中的能量损失,在设置弹丸发射速度时,提高弹丸相对于试验 所需的发射速度来抵消能量损失。 附图说明 图1是本发明水平弹射-撞击式叶片切鸟试验装置的结构示意图。
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