[發明專利]一種攔阻系統動態吸能特性實驗裝置及實驗方法

在審

• 申請號: 201711280865.8
• 申請日: 2017-12-06
• 公開（公告）號: CN108362638A
• 公開（公告）日: 2018-08-03
• 發明（設計）人: 白春玉;陳建新;舒挽;李冬梅;葛宇靜
• 申請（專利權）人: 中國飛機強度研究所
• 主分類號: G01N19/00
• 分類號: G01N19/00;G01M13/00;G01M7/08
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 仉宇

本發明屬于結構沖擊動力學實驗技術，具體涉及一種攔阻系統的動態吸能特性實驗裝置及實驗方法。EMAS是用于阻滯大型飛機因沖出跑道帶來安全危害的安全設施，鋪設在機場跑道末端，可通過飛機機輪滾壓材料以此對飛機產生可預測的攔阻力，使飛機在安全的前提下減速并停留在安全的區域內，保證飛機結構和乘員的安全。本發明提出了一種進行EMAS動態吸能特性的實驗測試方法，并設計了專用的實驗臺架，用于研究飛機起落架機輪類型、機輪垂向負載狀態、機輪滾轉速度等參數對EMAS攔阻載荷的影響關系，本發明可為民航及軍用機場跑道末端應急攔阻系統研發提供支撐，可部分替代真實飛機沖入EMAS材料的真機驗證實驗，具有經濟高效，可操作性強等優點，具有較廣的應用前景。

技術領域

本發明屬于結構沖擊動態力學實驗技術領域，涉及一種攔阻系統動態吸能特性實驗裝置及實驗方法，特別是工程材料攔阻系統(Engineered Material Arresting System，簡稱EMAS)的動態吸能特性實驗裝置及實驗方法。

背景技術

飛機在起降過程中沖出跑道是航空安全的主要威脅之一，機場跑道末端的安全區內鋪設吸能的工程材料攔阻系統(EMAS)是阻滯飛機因沖出跑道帶來安全危害的有效設施。EMAS利用攔阻材料在飛機機輪滾壓下的潰縮吸收飛機動能，在保證飛機結構和乘員安全的前提下使飛機逐漸減速并最終停止在安全區域內，避免飛機因沖出跑道后進入危險地形(水域、建筑物等)而引發災難性的后果。

為深入研究機輪在滾壓攔阻材料過程中機輪構型、運動狀態和攔阻材料力學特性之間的關系，可以通過特定條件下的真實飛機沖入攔阻系統的真機實驗進行驗證。美國和我國都開展了類似的實驗研究，但考慮到真機實驗規模大，實驗成本和風險均較高，且不適宜建立力學模型。因此，通過單機輪負載滾壓EMAS實驗是一種行之有效的替代方法。同時，考慮到不同滾壓速度對EMAS材料的力學特性的影響因素，通過機輪緩慢(準靜態)的滾壓材料較難真實體現真實的使用狀態，進行機輪動態滾壓攔阻材料的實驗對于獲取材料的動態吸能特性及建立材料和機輪作用過程的力學模型具有重要的指導意義。

發明內容

本發明的目的：本發明提供了一種適用于工程材料攔阻系統動態吸能特性的實驗測試裝置及實驗方法。

本發明的技術方案是：

提供一種阻系統動態吸能特性實驗裝置，包括：提升機構(1)、吊籃(2)、實驗臺架立柱(3)、三向力傳感器(5)、位移傳感器(6)、滑車臺軌道(8)、承力滾杠(9)、機輪起落架系統(10)、EMAS材料(11)、滑車臺臺面(12)和滑車臺推進系統(13)；

吊籃與提升機構(1)連接，提升機構(1)使得吊籃上下移動；且吊籃與實驗臺架立柱(3)形成滑動配合，在吊籃上下移動時實驗臺架立柱(3)起導向作用；

機輪起落架系統(10)設置在吊籃底部，且在機輪起落架系統(10)與吊籃底部之間安裝有三向力傳感器；位移傳感器(6)設置在機輪起落架系統(10)上；

機輪起落架系統(10)的機輪置于滑車臺臺面(12)上，在滑車臺臺面(12)上還設置有EMAS材料(11)，且EMAS材料(11)形成斜坡，EMAS材料(11)為機輪攔阻材料；

所述滑車臺臺面(12)通過承力滾杠(9)滾動的設置在滑車臺軌道(8)上，在滑車臺臺面(12)后端設置有滑車臺推進系統(13)。

進一步的，吊籃內還設置有配重塊，所述配重塊(4)用于匹配機輪相應的垂向負載。

進一步的，EMAS材料(11)均勻鋪設在滑車臺臺面(12)上。

進一步的，還包括吸能攔阻器(7)，所述的吸能攔阻器(7)設置在滑車臺臺面(12)的前方。

進一步的，滑車臺推進系統(13)為氣動推進系統，在推進系統(13)中預壓有壓力氣體，釋放壓力氣體推動滑車臺臺面(12)前進