[发明专利]一种拦阻系统动态吸能特性实验装置及实验方法

说明书

本发明属于结构冲击动力学实验技术，具体涉及一种拦阻系统的动态吸能特性实验装置及实验方法。EMAS是用于阻滞大型飞机因冲出跑道带来安全危害的安全设施，铺设在机场跑道末端，可通过飞机机轮滚压材料以此对飞机产生可预测的拦阻力，使飞机在安全的前提下减速并停留在安全的区域内，保证飞机结构和乘员的安全。本发明提出了一种进行EMAS动态吸能特性的实验测试方法，并设计了专用的实验台架，用于研究飞机起落架机轮类型、机轮垂向负载状态、机轮滚转速度等参数对EMAS拦阻载荷的影响关系，本发明可为民航及军用机场跑道末端应急拦阻系统研发提供支撑，可部分替代真实飞机冲入EMAS材料的真机验证实验，具有经济高效，可操作性强等优点，具有较广的应用前景。

技术领域

本发明属于结构冲击动态力学实验技术领域，涉及一种拦阻系统动态吸能特性实验装置及实验方法，特别是工程材料拦阻系统(Engineered Material Arresting System，简称EMAS)的动态吸能特性实验装置及实验方法。

背景技术

飞机在起降过程中冲出跑道是航空安全的主要威胁之一，机场跑道末端的安全区内铺设吸能的工程材料拦阻系统(EMAS)是阻滞飞机因冲出跑道带来安全危害的有效设施。EMAS利用拦阻材料在飞机机轮滚压下的溃缩吸收飞机动能，在保证飞机结构和乘员安全的前提下使飞机逐渐减速并最终停止在安全区域内，避免飞机因冲出跑道后进入危险地形(水域、建筑物等)而引发灾难性的后果。

为深入研究机轮在滚压拦阻材料过程中机轮构型、运动状态和拦阻材料力学特性之间的关系，可以通过特定条件下的真实飞机冲入拦阻系统的真机实验进行验证。美国和我国都开展了类似的实验研究，但考虑到真机实验规模大，实验成本和风险均较高，且不适宜建立力学模型。因此，通过单机轮负载滚压EMAS实验是一种行之有效的替代方法。同时，考虑到不同滚压速度对EMAS材料的力学特性的影响因素，通过机轮缓慢(准静态)的滚压材料较难真实体现真实的使用状态，进行机轮动态滚压拦阻材料的实验对于获取材料的动态吸能特性及建立材料和机轮作用过程的力学模型具有重要的指导意义。

发明内容

本发明的目的：本发明提供了一种适用于工程材料拦阻系统动态吸能特性的实验测试装置及实验方法。

本发明的技术方案是：

提供一种阻系统动态吸能特性实验装置，包括：提升机构(1)、吊篮(2)、实验台架立柱(3)、三向力传感器(5)、位移传感器(6)、滑车台轨道(8)、承力滚杠(9)、机轮起落架系统(10)、EMAS材料(11)、滑车台台面(12)和滑车台推进系统(13)；

吊篮与提升机构(1)连接，提升机构(1)使得吊篮上下移动；且吊篮与实验台架立柱(3)形成滑动配合，在吊篮上下移动时实验台架立柱(3)起导向作用；

机轮起落架系统(10)设置在吊篮底部，且在机轮起落架系统(10)与吊篮底部之间安装有三向力传感器；位移传感器(6)设置在机轮起落架系统(10)上；

机轮起落架系统(10)的机轮置于滑车台台面(12)上，在滑车台台面(12)上还设置有EMAS材料(11)，且EMAS材料(11)形成斜坡，EMAS材料(11)为机轮拦阻材料；

所述滑车台台面(12)通过承力滚杠(9)滚动的设置在滑车台轨道(8)上，在滑车台台面(12)后端设置有滑车台推进系统(13)。

进一步的，吊篮内还设置有配重块，所述配重块(4)用于匹配机轮相应的垂向负载。

进一步的，EMAS材料(11)均匀铺设在滑车台台面(12)上。

进一步的，还包括吸能拦阻器(7)，所述的吸能拦阻器(7)设置在滑车台台面(12)的前方。

进一步的，滑车台推进系统(13)为气动推进系统，在推进系统(13)中预压有压力气体，释放压力气体推动滑车台台面(12)前进