[发明专利]一种空气炮负压发射机构

说明书

一种空气炮负压发射机构，活塞位于所述控制气室内；炮管安装在控制气室一端的外端面中心，控制气室另一端与真空罐连通；气泵的输出端分别与高压气罐的进气口和三通管接通，在需要真空低速冲击时，对炮管和真空罐均抽真空，根据试验需要，使气室和高压气罐压力为0或者负压。发射时打开发射阀，使第二气室的气压低于第一气室；第一气室和高压气罐中的空气推动活塞向炮管方向运动，使压力进入炮管推动鸟体发射。本发明能够实现对鸟体的真空状态下的负压发射，模拟鸟对航空发动机的撞击过程，为我国发动机抗鸟撞设计提供了有效的手段，对于提高我国发动机鸟撞试验技术和发动机设计水平有重要意义。

技术领域

本发明涉及鸟撞系统的鸟体驱动设计领域，具体是一种负压发射机构。

背景技术

鸟撞事故是指空中飞行的飞机等飞行器与飞行的鸟类相撞所发生的事故。随着民用航空行业的飞速发展，民机鸟撞事故成为民用航空最严重的安全威胁之一。据美联航有关报告显示，1990年到2008年间，美国民航共报告89727起动物与民航飞机相撞事故，其中97.4％是由飞鸟造成的。有关数据显示，飞机的迎风面，包括飞机风挡、雷达罩、发动机、机翼前缘及尾翼前缘是最易受到鸟撞的部位。

发动机是飞行器的动力源，一旦受到鸟撞破坏，灾难性事故就难以避免。因此，解决发动机抗鸟撞问题关系重大。一般采用发射装置将鸟体进行加速，并高速撞击发动机叶片。发动机鸟撞破坏主要集中在风扇叶片受损，静止状态下的鸟撞试验无法满足抗鸟撞设计过程中载荷状态，而旋转状态下的鸟撞由于旋转试验器的功率限制，鸟撞试验必须在真空箱中进行，如果鸟体连同气炮的高压空气一起进入真空箱，会造成真空箱爆炸或者试验器由于空气阻力产生过载而损毁，因此必须采取措施保证尽量少的空气进入真空箱，本发明对于发动机抗鸟撞设计意义重大。

中国民航总局制定的《航空发动机适航规定》(CCAR33-R2)(2011年3月15日第二次修订)第33.76中规定，发动机的设计必须保证在飞机发动机在吸入1.8～3.6公斤(4～8磅)重的鸟之后，发动机不得停车、动力损失不得超过25％。

在公开号为CN101338993A的发明创造中，发明人提出了一种同气源气阀推动装置，主要用于霍普金森杆的子弹驱动。在公开号为CN102252562A的发明创造中，发明人提出了一种气浮活塞式发射装置，用于鸟撞实验中的鸟体发射。所述两个发明创造都是利用活塞两端的压力差值推动活塞，使气室的一端密封，从而保证充气和发射时气流的走向。这两种发明的一个共同特点是，无论充气还是发射时，低气压一端都是标准大气压，因此气室的气压必须高于标准大气压才能正常工作。在公告号为CN205642784U的发明创造中，发明人提出了一种冲击实验真空箱密封装置，用于试件在真空状态下的冲击实验，解决了驱动弹体的高压气不进入真空箱的问题，其气罐发射压力必须为正压。

然而，对于鸟撞发动机试验，为了保证撞击发生在真空状态下，炮管会连同发动机叶片所在的真空箱一起抽真空。当冲击速度较低时，要求气罐发射压力低于1个标准大气压，此时相对压力为负压，以保证弹体速度满足要求，这时上述的三个发明将无法使用。目前国内外均未见到适用于真空状态下的负压鸟撞发射系统。

发明内容

为克服现有技术中存在的不能满足较低冲击速度试验的要求的不足，本发明提出了一种空气炮负压发射机构。

本发明包括真空罐、控制气室、活塞、气泵和高压气罐，其中：活塞位于所述控制气室内。所述控制气室分为第一气室和第二气室；该控制气室一端的端面安装有前法兰盘，另一端的端面安装有后法兰盘。所述炮管安装在所述前法兰盘外端面的中心；连接真空罐的三通管的一端穿过所述后法兰盘与所述控制气室连通。发射阀安装在所述三通管上，并位于控制气室与真空罐之间。高压气罐位于所述控制气室外，并在控制气室轴向长度1/2处接入该控制气室。气泵的输出端通过管路分别与所述高压气罐的进气口和三通管接通，并使该气泵与所述三通管的接口位于发射阀与控制气室之间。在所述气泵与高压气罐之间的管路上安装有第二进气阀，在所述气泵与三通管之间的管路上安装有第一进气阀。