飞机结构抗冲击测试用水锤效应抑制系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及飞机测试技术领域，公开了飞机结构抗冲击测试用水锤效应抑制系统及方法，包括油箱外保护壳，设置在所述油箱外保护壳内的水锤抑制结构；所述水锤抑制结构包括设置在所述油箱外保护壳内的油箱内壳，夹设在所述油箱内壳与油箱外保护壳之间的缓冲组件，以及设置在所述油箱内壳上的油箱纵向隔断组件；所述油箱内壳内部具有燃油主储存室；所述油箱内壳与油箱外保护壳之间夹设形成燃油次储存室；抑制方法包括：S1、离散源冲击产生水锤效应；S2、水锤效应的第一抑制；S3、水锤效应的第二抑制；S4、水锤效应的第三抑制；本发明专利技术能够对射弹产生的水锤效应进行有效抑制，提升飞机燃油箱的抗冲击能力。抗冲击能力。抗冲击能力。

Water hammer effect suppression system and method for impact resistance test of aircraft structure

【技术实现步骤摘要】
飞机结构抗冲击测试用水锤效应抑制系统及方法


[0001]本专利技术涉及飞机测试
，具体是涉及飞机结构抗冲击测试用水锤效应抑制系统及方法。

技术介绍

[0002]在空战中，军用飞机的燃油箱通常面临着严重的射弹穿透风险；当燃油箱结构被高速离散源击穿时，高速离散源将动量和能量传递给燃油，在燃油中引起强烈的压力脉冲，并伴随有空腔、高压等现象，这种压力波作用于油箱壁可引起油箱结构的全面损伤，这种现象称为水锤效应。离散源冲击产生的水锤效应可以分为冲击、阻滞、空穴、穿出四个阶段。
[0003]在冲击阶段，射弹撞击、穿透油箱前壁板，并将冲击能传递给液体，产生高压半球形冲击波，使壁面在穿孔附近开裂或形成花瓣状翻边；在阻滞阶段，射弹从液体中穿过，在液体粘性阻尼的作用下减速，并将动能传递给液体；液体沿着射弹前进路径向外移动产生辐射压力场；与冲击阶段相比，阻滞阶段产生的冲击脉冲作用时间更长，压力逐渐增大；在空穴阶段，液体沿着射弹前进路径向外移动，形成空腔；一般认为，空腔中的气体主要是从入射孔中进入的空气和空腔表面蒸发的流体蒸汽。空腔会先膨胀再坍塌，并在坍塌过程中产生巨大的压力峰值，使得燃油箱结构全面毁损。
[0004]因此在飞机测试
，通常需要对飞机油箱结构进行严格的抗冲击测试，确保飞机油箱结构在面临离散冲击时仍能够保留一定的功能，提高飞机油箱的抗冲击能力。
[0005]目前针对油箱结构抗冲击研究，主要集中于飞机燃油箱内燃油晃动问题，提出了采用挡板结构，降低燃油晃动对燃油箱结构的危害，但该方法并不适用于抑制射弹穿透燃油箱时产生的水锤效应，不能够降低水锤效应对油箱结构的损伤。

技术实现思路

[0006]针对上述技术问题，本专利技术提供了飞机结构抗冲击测试用水锤效应抑制系统与方法，能够对射弹产生的水锤效应进行有效抑制，提升飞机燃油箱的抗冲击能力，能够有效避免水锤效应对飞机燃油箱产生的全面损伤。
[0007]本专利技术的技术方案是：飞机结构抗冲击测试用水锤效应抑制系统，包括油箱外保护壳，设置在所述油箱外保护壳内的水锤抑制结构；所述水锤抑制结构包括设置在所述油箱外保护壳内的油箱内壳，夹设在所述油箱内壳与油箱外保护壳之间的缓冲组件，以及设置在所述油箱内壳上的油箱纵向隔断组件；所述油箱内壳内部具有燃油主储存室；所述油箱内壳与油箱外保护壳之间夹设形成燃油次储存室；所述油箱内壳表面设置有连通所述燃油主储存室与燃油次储存室的侧向连通口；所述油箱内壳为弹性材料；所述缓冲组件包括均匀夹设在油箱内壳与油箱外保护壳之间的弹性结构；所述油箱纵向隔断组件包括均匀设置在燃油主储存室、燃油次储存室内的第一纵
向隔板和第二纵向隔板；所述第一纵向隔板与第二纵向隔板交叉间隔设置且互相平行；所述第一纵向隔板上设置有第一纵向连通口；所述第二纵向隔板上设置有第二纵向连通口。
[0008]进一步地，所述第一纵向连通口包括设置在第一纵向隔板中部的第一中心圆形连通口，设置在所述第一纵向隔板上且沿第一中心圆形连通口周向均匀分布的侧边连通口；所述侧边连通口为弧形锯齿状连通口；所述第二纵向连通口包括设置在第二纵向隔板中部的第二中心圆形连通口，设置在第二纵向隔板上且沿第二中心圆形连通口周向均匀分布的条形锯齿连通口；所述第一中心圆形连通口的直径大于第二中心圆形连通口的直径。
[0009]更优的，所述第一纵向隔板与第二纵向隔板隔断的油箱内壳的两侧设置有缓冲段；所述第一纵向隔板与第二纵向隔板均通过设置在缓冲段的减震组件与油箱外保护壳连接；所述减震组件包括设置在油箱外保护壳内且位于第一纵向隔板与第二纵向隔板两侧的固定连接件，设置在所述固定连接件之间且贯穿第一纵向隔板与第二纵向隔板的滑动杆，以及套设在所述滑动杆上且位于第一纵向隔板与第二纵向隔板两侧的减震气囊。
[0010]通过在第一纵向隔板与第二纵向隔板上设置减震组件能够对水锤造成的冲击力进行吸收，有效降低水锤在纵向上对燃油箱产生的冲击破坏力。
[0011]进一步地，所述油箱外保护壳有若干个，且均匀分布；所述油箱外保护壳上包覆有柔性保护层；所述柔性保护层包括由内向外依次层叠设置的防渗漏层、隔热层以及防穿刺层。
[0012]通过多个油箱外保护壳的设置能够实现分模块储放燃油液，通过分模块储放燃油液能够进一步对水锤破坏力进行抑制，并且可以有效提升燃油储放的安全性；通过柔性保护层的设置能够在外部提升油箱外保护壳的抗穿刺能力。
[0013]进一步地，所述第一纵向隔板与第二纵向隔板上均设有气管安装孔；所述弹性结构为橡胶气管；所述橡胶气管依次贯穿气管安装孔。
[0014]通过橡胶气管的设置能够有效吸燃油对油箱内壳的冲击力，有效降低油箱内壳与油箱外保护壳之间的压力峰值。
[0015]进一步地，所述弹性结构内设置有压力传感器。
[0016]通过压力传感器的设置能够对油箱内壳与油箱外保护壳之间的压力进行检测，便于了解冲击力的大小，从而便于对弹性结构进行调整。
[0017]进一步地，所述油箱内壳与油箱外保护壳的形状为矩形、圆形、六边形中的任意一种。
[0018]进一步地，所述第一纵向隔板与第二纵向隔板为直板、V型板、锥面板或曲面板中的任意一种；V型板、锥面板或曲面板的设置能够在一定程度上对水锤冲击波进行抑制，有利于降低水锤效应对油箱内部的破坏力。
[0019]飞机结构抗冲击测试用水锤效应抑制系统的抑制方法，包括以下步骤：
S1、离散源冲击产生水锤效应从外部击穿油箱外保护壳的离散源进入油箱外保护壳内部后继续贯穿至油箱内壳；由于离散源具备高速动能，离散源在贯穿的过程中使得燃油主储存室与燃油次储存室内部的燃油产生高压冲击波，形成水锤效应；S2、水锤效应的第一抑制水锤效应产生后，高压冲击波会在燃油主储存室与燃油次储存室内部形成空腔；空腔膨胀，挤压燃油向外移动，通过油箱内壳的变形吸收一部分水锤冲击载荷；S3、水锤效应的第二抑制油箱内壳与油箱外保护壳之间的压力增大，通过弹性结构的变形再次缓解一部分的冲击载荷；S4、水锤效应的第三抑制第一纵向隔板上设置的第一纵向连通口与第二纵向隔板上设置的第二纵向连通口通过对水锤的破坏，完成在纵向上对水锤的抑制。
[0020]本专利技术的有益效果是：本专利技术提供了一种飞机结构抗冲击测试用水锤效应抑制系统及方法，通过在油箱外保护壳内部设置油箱内壳，在油箱外保护壳、油箱内壳之间设置缓冲组件，实现对水锤效应产生的空腔高压进行抑制缓解；通过油箱内壳与缓冲组件的变形吸收燃油的冲击动能，从而有效降低射弹对燃油箱的全面损毁；本专利技术通过多个油箱外保护壳的设置能够实现分模块储放燃油液，可以有效提升燃油储放的安全性；通过柔性保护层的设置能够在外部提升油箱外保护壳的抗穿刺能力。
附图说明
[0021]图1是本专利技术实施例1整体的结构示意图；图2是本专利技术实施例1燃油主储存室、燃油次储存室的结构示意图；图3是本专利技术实施例1第一纵向隔板、第二纵向隔板的结构示意图；图4是本专利技术实施例2抑制方法的流程图；图5是本专利技术实施例3柔性保护层的结构示意图；图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.飞机结构抗冲击测试用水锤效应抑制系统，其特征在于，包括油箱外保护壳（1），设置在所述油箱外保护壳（1）内的水锤抑制结构；所述水锤抑制结构包括设置在所述油箱外保护壳（1）内的油箱内壳（2），夹设在所述油箱内壳（2）与油箱外保护壳（1）之间的缓冲组件（3），以及设置在所述油箱内壳（2）上的油箱纵向隔断组件（4）；所述油箱内壳（2）内部具有燃油主储存室（5）；所述油箱内壳（2）与油箱外保护壳（1）之间夹设形成燃油次储存室（6）；所述油箱内壳（2）表面设置有连通所述燃油主储存室（5）与燃油次储存室（6）的侧向连通口（20）；所述油箱内壳（2）为弹性材料；所述缓冲组件（3）包括均匀夹设在油箱内壳（2）与油箱外保护壳（1）之间的弹性结构（30）；所述油箱纵向隔断组件（4）包括均匀设置在燃油主储存室（5）、燃油次储存室（6）内的第一纵向隔板（40）和第二纵向隔板（41）；所述第一纵向隔板（40）与第二纵向隔板（41）交叉间隔设置且互相平行；所述第一纵向隔板（40）上设置有第一纵向连通口（42）；所述第二纵向隔板（41）上设置有第二纵向连通口（43）。2.根据权利要求1所述的飞机结构抗冲击测试用水锤效应抑制系统，其特征在于，所述第一纵向连通口（42）包括设置在第一纵向隔板（40）中部的第一中心圆形连通口（420），设置在所述第一纵向隔板（40）上且沿第一中心圆形连通口（420）周向均匀分布的侧边连通口（421）；所述侧边连通口（421）为弧形锯齿状连通口；所述第二纵向连通口（43）包括设置在第二纵向隔板（41）中部的第二中心圆形连通口（430），设置在第二纵向隔板（41）上且沿第二中心圆形连通口（430）周向均匀分布的条形锯齿连通口（431）；所述第一中心圆形连通口（420）的直径大于第二中心圆形连通口（430）的直径。3.根据权利要求1所述的飞机结构抗冲击测试用水锤效应抑制系统，其特征在于，所述第一纵向隔板（40）与第二纵向隔板（41）隔断的油箱内壳（2）的两侧设置有缓冲段；所述第一纵向隔板（40）与第二纵向隔板（41）均通过设置在缓冲段的减震组件（44）与油箱外保护壳（1）连接；所述减震组件（44）包括设置在油箱外保护壳（1）内且位于第一纵向隔板（40）与第二纵向隔板（41）两侧的固定连接件（440），设置在所述固定连...

【专利技术属性】
技术研发人员：王彬文，刘小川，张宇，白春玉，王计真，
申请(专利权)人：中国飞机强度研究所，
类型：发明
国别省市：