[發明專利]一種高可靠性飛行器離心試驗系統及試驗方法

有效

• 申請號: 201110319162.8
• 申請日: 2011-10-19
• 公開（公告）號: CN103063453A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: 嚴魯濤;張琪;丁洋;楊志鵬
• 申請（專利權）人: 北京強度環境研究所;中國運載火箭技術研究院
• 主分類號: G01M99/00
• 分類號: G01M99/00
• 代理公司: 核工業專利中心 11007
• 代理人: 高尚梅

1.一種高可靠性飛行器離心試驗系統，其特征在于：它包括試驗艙系統模塊(1)、離心機系統模塊(2)、控制系統模塊(3)、安全計算模塊(4)及測試模塊(5)，試驗艙系統模塊(1)與離心機系統模塊(2)的一端連接，離心機系統模塊(2)的另一端與控制系統模塊(3)的一端連接，控制系統模塊(3)的另一端與測試模塊(5)的一端連接，測試模塊(5)的另一端與安全計算模塊(4)連接；控制系統模塊(3)控制離心機系統模塊(2)實現既定參數，從而使離心機系統模塊(2)驅動試驗艙系統模塊(1)工作，安全計算模塊(4)用于判斷試驗的安全性，當出現安全問題時，通過控制系統模塊(3)控制試驗過程；測試模塊(5)實時監測試驗進程。

2.根據權利要求1所述的一種高可靠性飛行器離心試驗系統，其特征在于：所述的試驗艙系統模塊(1)包括上配重艙段(1u3)、上過渡艙段(1u2)、上中間艙段(1u1)、下中間艙段(1d1)、下過渡艙段(1d2)、下配重艙段(1d3)、機臂與試驗艙連接部(104)，上配重艙段(1u3)位于上過渡艙段(1u2)頂部，上過渡艙段(1u2)置于上中間艙段(1u1)頂端，上中間艙段(1u1)位于下中間艙段(1d1)頂端，機臂與試驗艙連接部(104)位于上中間艙段(1u1)與下中間艙段(1d1)連接處中部，下中間艙段(1d1)位于下過渡艙段(1d2)頂端；下配重艙段(1d3)置于下過渡艙段(1d2)底部。

3.根據權利要求1或2所述的一種高可靠性飛行器離心試驗系統，其特征在于：所述的離心機系統模塊(2)包括機臂(201)、轉軸(202)、動平衡配重(203)、減速器(204)、聯軸器(205)、電動機(206)，電動機(206)的輸出端與聯軸器(205)相連，電動機(206)的另一端與控制系統模塊(3)相連；聯軸器(205)的另一端與減速器(204)相連；減速器(204)的輸出端與轉軸(202)相連；轉軸(202)與機臂(201)相連；動平衡配重(203)與試驗艙系統模塊(1)分別位于機臂(201)兩端，機臂(201)與轉軸(202)連接。

4.根據權利要求3所述的一種高可靠性飛行器離心試驗系統，其特征在于：所述的離心機系統模塊(2)的機臂(201)與機臂與試驗艙連接部(104)之間連接。

5.一種高可靠性飛行器離心試驗方法，其特征在于：它包括以下步驟：

(1)控制系統模塊(3)控制離心機系統模塊(2)實現既定參數，從而使離心機系統模塊(2)按照既定參數驅動試驗艙系統模塊(1)工作；

(2)安全計算模塊(4)將試驗艙系統模塊(1)各艙段參數進行微元化處理，并對各艙段微元所受離心力以及對機臂與試驗艙連接部(104)的力矩進行積分處理，得到各艙段所受離心力以及聯接部(104)的力矩；

(3)安全計算模塊(4)將上述步驟(3)中的積分后的各艙段所受離心力和連接部的力矩求代數和，得到機臂與試驗艙連接部(104)的扭轉角度及所受的剪力和扭轉應力；

(4)安全計算模塊(4)將上述步驟(4)中得到的連接部(104)所受的剪力、扭轉應力求和，得到機臂與試驗艙連接部(104)所受的最大應力；

(5)安全計算模塊(4)對機臂與試驗艙連接部(104)中心軸取轉矩及各向力平衡，得到試驗艙系統模塊(1)的重心偏移量；

(6)通過安全計算模塊(4)對比機臂與試驗艙連接部(104)所受載荷與其材料的許用載荷和扭轉剛度，以及對比扭轉角度與其材料的扭轉剛度k，判斷試驗的安全性；

(7)依據試驗艙系統模塊(1)的重心偏移量，使用上配重艙段(1u3)及下配重艙段(1d3)調整試驗艙系統模塊(1)重心，使其抵消計算所得的重心偏移。

6.根據權利要求5所述的一種高可靠性飛行器離心試驗方法，其特征在于：所述的步驟(2)中的離心試驗艙的各艙段參數包括試驗艙系統模塊(1)參數、上配重艙段(1u3)參數、上過渡艙段(1u2)參數、上中間艙段(1u1)參數、下中間艙段(1d1)參數、下過渡艙段(1d2)參數、下配重艙段(1d3)參數、機臂與試驗艙連接部(104)參數。

7.根據權利要求6所述的一種高可靠性飛行器離心試驗方法，其特征在于：所述的機臂與試驗艙連接部(104)參數包括連接部直徑、連接部長度、連接部材料參數。