[发明专利]一种模拟气流作用的高速冲击试验装置及方法

说明书

本发明公开了一种模拟气流作用的高速冲击试验装置及方法，该试验装置包括空气炮、靶体、弹体、挡板、顶部摄影仪、侧方摄影仪，挡板与靶体之间形成模拟气流通道，在该模拟气流通道的一端设置模拟气流气室，且该模拟气流气室的出口朝向为模拟气流通道的延伸方向。其中通过模拟气流气室能够向模拟气流通道内形成横向气流，从而能够模拟出弹体处于具有来自气流的作用力的环境下的气流影响，当弹体自空气炮中射出时，能够收到模拟气流的影响而在击打靶体时体现出模拟发动机内部轴向气流的影响的情况，从而更能准确地模拟发动机结构件在受到外物冲击之时的受力状态。

技术领域

本发明属于高速冲击试验领域，具体涉及一种可以模拟航空发动机中气流作用下飞断叶片运动轨迹及高速冲击试验的试验装置及方法。

背景技术

航空、航天、军事等领域的结构件很有可能会受到物体的高速冲击，可能为鸟、叶片丢失或者外物撞击等；为了研究这些冲击对材料的损伤以及材料的性能，设计并进行了大量的冲击及碰撞试验。不过，由于这些结构件在撞击、或受到外物的冲击之时，还会受到发动机内部轴向气流的影响；目前，常规冲击及碰撞试验所采用的空气炮实验装置并未考虑施加横向气动力。当飞机在全速飞行之时，来自气流的作用力并不是可以忽略不计的，所以现有的试验装置并不能满足实际的工况需求。

发明内容

发明目的：本发明提供了一种可以模拟气流作用的高速冲击试验装置，其既能满足高速冲击及碰撞的试验要求，也可以模拟飞机在飞行之时的气流作用，可以更加准确的评估试验材料在受到高速冲击之后的性能。

本发明还提供了使用上述试验装置的试验方法，能够在高速冲击及碰撞的试验增加模拟飞机在飞行之时的气流作用。

技术方案：为达到上述目的，本发明可采用如下技术方案：

一种模拟气流作用的高速冲击试验装置，包括空气炮、用于固定打靶材料的靶体、弹体；所述空气炮的炮口面对靶体，还包括挡板、顶部摄影仪、侧方摄影仪，该挡板位于空气炮炮口位置并分别向炮口外侧延伸，所述挡板与靶体之间形成模拟气流通道，在该模拟气流通道的一端设置模拟气流气室，且该模拟气流气室的出口朝向为模拟气流通道的延伸方向；所述顶部摄影仪位于模拟气流通道的上方且镜头向下面对炮口与靶体之间位置；侧方摄影仪位于模拟气流通道相对于模拟气流气室的另一端且镜头向内面对模拟气流气室。

有益效果：本发明在现有的空气炮击打靶体的试验装置基础上，进一步的提供了模拟气流通道及模拟气流气室，通过模拟气流气室能够向模拟气流通道内形成横向气流，从而能够模拟出弹体处于具有来自气流的作用力的环境下的气流影响，当弹体自空气炮中射出时，能够收到模拟气流的影响而在击打靶体时体现出模拟发动机内部轴向气流的影响的情况，进一步提高了该试验的真实性，从而更能准确地模拟发动机结构件在受到外物冲击之时的受力状态。

而使用上述试验装置的试验方法可以采用以下技术方案：

先通过模拟气流气室的出口释放稳定气流吹过模拟气流通道，在空气炮出口与靶体之间提供一个稳定的横向气流作用，再发射空气炮中的弹体射向靶体，并通过顶部摄影仪、侧方摄影仪分别拍摄弹体在横向气流作用下的轨迹

附图说明

图1是本发明高速冲击试验装置俯视结构图。

图2是本发明高速冲击试验装置主视结构图。

图3是本发明气罐出闭环控制系统示意图。

图4是本发明炮管与靶板之间连接处的三维示意图。

图5是本发明炮管与靶板之间连接处的另一个角度的三维示意图。

图6是弹体受模拟横向气流作用的大致流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。