[科普中国]-落震试验台

简介

飞机起落架是飞机重要的承力部件，对飞机起飞、着陆过程中的安全性具有举足轻重的作用。飞机起落架设计，需要通过一系列落震试验来选择合适的油孔尺寸和型式，调整缓冲系统内部充填参数，以使缓冲器性能达到设计要求。月球软着陆器机构对保障探测器着陆安全、保护探测器内部各种探测仪器正常工作具有重要作用。这种软着陆机构设计也要通过一系列冲击试验选择合适的着陆腿数量、构型、布局及缓冲方式，以最大限度吸收撞击能量。在飞机起落架和月球着陆器的落震试验中，试验台架作为试验件及测试系统的主要支撑机构，对保障试验安全和试验结果的正确性起着关键作用1。

试验台架技术要求在飞机起落架和月球着陆器结构尺寸、安装位置、落体高度、测量系统等确定的条件下，同时考虑试验件、维修部件等安装、维护所需求的操作空间，所设计的试验台架应满足以下要求：

1) 试验台架既能用于飞机起落架落震试验又能用于月球着陆器地面冲击试验；

2) 台架能够承受试验件落体系统重量，防止由于载荷过大引起台架结构失效；

3) 试验过程中，当台架承受试验的最大冲击载荷时，台架的变形应控制在允许范围内，防止台架失效，保证试验精度；

4) 台架的固有频率应避开相应的频率段，以免发生共振；

5) 为适应不同飞行器起落装置落震试验，试验台架可以根据试验件尺寸进行相应的调整；

6) 满足试验件落震试验的精度指标及符合环境要求；

7) 满足试验任务书提出的其他要求。

落震试验台的结构要求落震试验台的结构要符合以下要求：

（1）台架采用四根立柱构成，可匹配不同质量、不同结构的吊篮，通过夹具来安装不同的试验件并调节角度，继而进行落震试验，落震试验台的调整、拆卸方便且通用性较强2。

（2）在对台架进行设计时，充分考虑了台架系统的刚度指标，使变形控制在一定范围内，确保试验精度。

（3）台架所有承力构件均须进行极限工况下的强度校核，安全系数不小于 1.5。

发展史美国使用的飞机落震试验台是带活动地面、活动驾车的落震试验台，该设施主要有推进、滑动车架，制动三大系统组成。该设施由美国的NASA 兰利研究中心在汉普顿建造，最初运行是在 1965 年，这种试验装置能够准确模拟飞机着陆时起落架真实的运动过程和受力状况，是较为理想的飞机着陆地面试验装置。其所用轨道运载车是一种飞机着陆试验设施，是在闭环控制条件下测定各种飞机着陆装置系统的标准试验设施，与飞行试验相比在该设施上试验具有安全、经济、参数可控及多种用途等优点。

国内的起落架落震试验主要是在立柱式试验台上进行的。进行着陆装置落震试验时，需要先使用机轮带转设备预先反向转动飞机起落架的机轮，然后将着陆装置从一定的高度上沿导轨垂直投放，起落架投放后机轮将在撞击平台上定点转动，而不是像真试的飞机着陆情况那样，先朝前滑动，然后再向前滚动。所模拟的飞机着陆装置的着陆情况与真实情况有一些差别。这种试验方式需要用到很多试验设备来模拟飞机着陆时起落架真实的运动过程和受力状况，因此需要采用仪器测量出起落架进行落震试验时各种各样的试验参数，例如，落震高度，垂直载荷等，根据所测量的试验参数来判断起落架缓冲器受力工作情况，从而改进起落架缓冲器的设计参数。