用于复合材料飞机结构冲击损伤预制的便携式气炮装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于飞行器结构强度测试领域，具体涉及用于复合材料飞机结构冲击损伤预制的气炮装置，尤其是针对全尺寸的复合材料机体结构和全机试验的冲击损伤预制任务。现有技术中的落锤试验机、弹簧冲击枪和气动式冲击装置操作不灵活、冲击能量控制精度差和便携性较差的问题。本发明专利技术提供了一种便携式的气炮装置，该装置可由单人手持进行冲击试验操作；在完成充气后，该装置可脱离冲压机或气源而单独工作，便于在机体内部和机身上任意部位开展试验；该装置还能够测量冲击瞬间冲击物的速度，给出准确的冲击能量。

【技术实现步骤摘要】
用于复合材料飞机结构冲击损伤预制的便携式气炮装置
本专利技术属于飞行器结构强度测试领域，具体涉及一种用于复合材料飞机结构冲击损伤预制的气炮装置，尤其是针对全尺寸的复合材料机体结构和全机试验的冲击损伤预制。
技术介绍
在当今最先进的民航客机结构设计中，先进复合材料的用量接近50％，部分先进公务机采用了全复合材料的机体结构。复合材料机体结构在遭遇外部冲击事件后的剩余性能是飞机结构设计重点关注的内容，因此在全尺寸复合材料机体结构或全机力学试验前，需要在关键部位预制冲击损伤，以验证复材结构的剩余性能是否满足飞行安全的要求。尤其在全机静力试验中，需要从不同的角度、以不同的能量和不同的冲头尺寸冲击飞机上各预先选定的结构部位，且要求不能发生二次冲击现象。现有的冲击试验设备包括落锤冲击试验机、弹簧冲击枪和气动式冲击装置。现有技术中的落锤试验机只能满足垂直向下的冲击试验，且试验机一般是固定在水平面上的，无法实现多角度、不同部位的冲击要求；现有技术中的弹簧冲击枪在冲击能量控制精度方面较差，且无法测量冲击速度，只能给出冲击能量的理论值；现有技术中的气动式冲击装置需要与空压机连接，且装置上没有专门用于手持的结构，因此在机体内部操作时很不方便，便携性较差。
技术实现思路
专利技术目的针对现有技术的不足，本专利技术要解决的技术问题是提供一种便携式的气炮装置，该装置可单人手持进行冲击试验操作；在完成充气后，该装置可脱离冲压机或气源而单独工作，便于在机体内部和机身上任意部位开展试验；该装置应能够测量冲击瞬间冲击物的速度，给出准确的冲击能量。技术方案为了解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：一种用于复合材料飞机结构冲击损伤预制的便携式气炮装置，包括肩托、储气室、发射开关、炮管、光电测速计和手柄等。所述肩托与储气室的一端采用螺纹连接；所述储气室为圆筒形，其另一端与发射开关连接，储气室上安装有气门芯式进气阀、高精度电子气压表和放气阀；所述发射开关的另一端与炮管的一端连接；所述炮管的另一端开口于大气，其上安装有手柄，并开有用于安装光电测速计的孔，炮管末端进行了格栅处理；当发射开关打开时，所述储气室、发射开关和炮管内部是连通的，组成了便携式气炮装置的压缩空气气路。本专利技术所述的便携式气炮装置，通过外部气源(如氮气瓶)或空气压缩机对储气室进行充压，充气口为所述储气室上的气门芯式进气阀，通过所述储气室上的高精度电子气压表监测储气室气压，气压达到设计要求时停止充气。还可通过所述储气室上的放气阀对储气室内的气体压力进行微调。储气室充压完成后本便携式气炮装置可与充气设备断开而单独工作，便于在飞机内、外任意位置开展冲击试验。进一步地，所述发射开关既是试验操作人员发射冲击弹的开关，同时也方便在试验过程中操作人员携带本装置和调整冲击的角度，这使得本专利技术所述的便携式气炮装置可由单人独立完成，这方便了机体内部或空间狭小的结构部位的冲击试验要求。进一步地，在所述炮管上接近末端的位置开有一对小孔用于安装光电测速计，这对小孔距离炮管末端的距离分别等于和略大于冲击弹的长度，通过这对小孔的距离除以冲击弹离开小孔的时间差来计算冲击瞬间冲击弹的速度，该方法测得的冲击弹速度更精确。另外，炮管的末端进行了格栅处理，使冲击弹前面的空气从炮管中及时排出，提高了压缩空气的效率。进一步地，所述手柄方便在试验过程中操作人员携带本装置和调整冲击的角度，提高本专利技术所述的便携式气炮装置的可操作性。具体方案如下：用于复合材料飞机结构冲击损伤预制的便携式气炮装置，包括肩托1、储气室2、发射开关3、炮管4、手柄5、气门芯式进气阀6、高精度电子气压表7和放气阀8；储气室2的一端与肩托1连接；另一端与发射开关3连接，储气室2上安装有进气阀6、高精度电子气压表7和放气阀8；所述发射开关3的另一端与炮管4的一端连接；所述炮管4的另一端开口于大气，其上安装有手柄5，并开有用于安装光电测速计的孔。优选地，当发射开关3打开时，所述储气室2、发射开关3和炮管4内部是连通的，组成了便携式气炮装置的压缩空气气路。优选地，所述储气室2为圆筒形，充气完成后，可脱离外部气源或空气压缩机而单独工作。优选地，所述进气阀6装有气门芯，进气阀6和放气阀8都为单向阀。优选地，通过所述发射开关3来发射冲击弹。优选地，所述炮管4的末端进行了格栅处理，并钻有两个安装小孔。优选地，所述肩托1、发射开关3和手柄5的设计符合人体工程学。有益效果相对于现有技术，本专利技术的有益效果在于：储气室上的气门芯式进气阀为单向阀，在完成充气后可与外部气源断开，并被携带至飞机机体的内、外部需要冲击的部位，由单个试验操作人员独立完成后续的冲击试验任务，这很大程度上方便了机体结构内部和空间狭小部位的试验要求；发射开关由试验操作人员独立控制，可在其调整好冲击角度后启动发射开关，不需要其他人员的配合，这提高了设备的易操作性和安全性；和手柄便于试验操作人员调整冲击角度，方便多角度、不同部位的冲击要求，并配合肩托，分散了在冲击瞬间装置的后坐力；双光电测速计用于采集冲击弹末端经过时的时间间隔，对冲击瞬间冲击弹速度的测量精度更高，使获得的冲击能量误差降至最低。附图说明图1为本专利技术一种用于复合材料飞机结构冲击损伤预制的便携式气炮装置结构示意图；图2为肩托的主视图；图3为储气室的主视图；图4为储气室的左视图；图5为发射开关的主视图；图6为炮管的主视图；图7为手柄的主视图。图中，1-肩托；2-储气室；3-发射开关；4-炮管；5-手柄；6-气门芯式进气阀；7-高精度电子气压表；8-放气阀。具体实施方式下面结合附图来进一步说明本专利技术的具体实施方式。请参阅图1-7，本专利技术一种用于复合材料飞机结构冲击损伤预制的便携式气炮装置包括肩托1、储气室2、发射开关3、炮管4、手柄5、气门芯式进气阀6、高精度电子气压表7和放气阀8。在接到复合材料飞机结构的冲击损伤预制试验任务后，应按照任务要求选择合适的冲击弹，然后打开图1中的放气阀8和发射开关3，将冲击弹从炮管4的末端放进去，可依靠重力作用使冲击弹滑至发射开关和炮管的连接处，之后关闭放气阀8和发射开关3。再按照试验任务对冲击能量和冲击角度的要求，根据试验数据统计和理论公式，得到所需的充气气压，采用外部气源或空气压缩机对图1装置进行充压，充气口为气门芯式进气阀6，充压时要观察高精度电子气压表7的读数，当读数达到要求的气压值时停止充压。由于当气压达到要求气压值后，断开充气时有个操作时间，充气气压会高于要求的气压值，此时可采用放气阀8对储气室2中的气压进行微调，直到获得所需的气压值。充气完成后便可开展冲击试验了：试验操作人员右手握住发射开关3，左手握住手柄5，将肩托1顶在右肩膀上，然后将炮管4按照试验任务要求的角度对准结构的冲击点。右手按压发射开关3，压缩空气将冲击弹加速射向冲击点。冲击弹冲击结构前的瞬间，双光电测速计记录下了冲击弹尾部分别经过两个光电测速计的时间间隔，通过该时间间隔可以准确计算出冲击弹的末端速度，并进一步获得冲击能量。两个光电测速计的距离越近，速度和能量的测量精度就越高。本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于复合材料飞机结构冲击损伤预制的便携式气炮装置，其特征在于：包括肩托(1)、储气室(2)、发射开关(3)、炮管(4)、手柄(5)、气门芯式进气阀(6)、高精度电子气压表(7)和放气阀(8)；储气室(2)的一端与肩托(1)连接；另一端与发射开关(3)连接，储气室(2)上安装有进气阀(6)、高精度电子气压表(7)和放气阀(8)；所述发射开关(3)的另一端与炮管(4)的一端连接；所述炮管(4)的另一端开口于大气，其上安装有手柄(5)，并开有用于安装光电测速计的孔。

【技术特征摘要】
1.用于复合材料飞机结构冲击损伤预制的便携式气炮装置，其特征在于：包括肩托(1)、储气室(2)、发射开关(3)、炮管(4)、手柄(5)、气门芯式进气阀(6)、高精度电子气压表(7)和放气阀(8)；储气室(2)的一端与肩托(1)连接；另一端与发射开关(3)连接，储气室(2)上安装有进气阀(6)、高精度电子气压表(7)和放气阀(8)；所述发射开关(3)的另一端与炮管(4)的一端连接；所述炮管(4)的另一端开口于大气，其上安装有手柄(5)，并开有用于安装光电测速计的孔。2.根据权利要求1所述的便携式气炮装置，其特征在于：当发射开关(3)打开时，所述储气室(2)、发射开关(3)和炮管(4)内部是连通...

【专利技术属性】
技术研发人员：孔德拴，杨荣，成强，邹达懿，郭炳斌，倪磊，孙崇强，陈良斌，
申请(专利权)人：中航通飞研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44