[发明专利]一种机场跑道三向载荷实验系统

摘要

一种机场跑道三向载荷实验系统，包括三套电液伺服作动器、水平承载架、低摩擦运动机构和双轮试验装置；双轮试验装置上的两个实心轮胎由内部加载框架设备下端的轮轴固定；内部加载框架设备顶端与外部框架通过设备导轨相连，外部框架的顶端和侧面装有50kN垂向、侧向电液伺服作动器，其加载端穿过外部框架固定于内部加载框架设备上；外部框架通过下部安置的导轨运动件坐落于低摩擦运动机构的直线导轨上；水平承载架上的两个水平反力斜支撑中间的横梁固定有100kN水平电液伺服作动器，其加载端作用于双轮试验装置的外部框架上。本发明用于模拟飞机起飞、降落、滑行与转弯过程中机场跑道所承受的起落架负荷及冲击和循环加载。

主权项

一种机场跑道三向载荷实验系统，其特征在于：它包括三套电液伺服作动器、水平承载架、低摩擦运动机构和双轮试验装置；以跑道为中心，跑道长边为南北方向，短边为东西方向，跑道表面直接受双轮试验装置上的两个实心轮胎作用，实心轮胎位置由双轮试验装置中内部加载框架设备下端的轮轴固定；内部加载框架设备顶端与外部框架通过设备导轨相连，设备导轨沿东西方向，保证内部加载框架设备沿东西方向运行；外部框架的顶端装有50kN垂向电液伺服作动器，该垂向电液伺服作动器加载端穿过外部框架固定于内部加载框架设备上；同其一样，固定于外部框架西部的50kN侧向电液伺服作动器，其加载端也穿过外部框架作用于内部加载框架设备上；整个双轮试验装置的外部框架通过下部安置的导轨运动件坐落于低摩擦运动机构的直线导轨上，这两条直线导轨沿南北方向分别位于跑道试件两侧，使得双轮试验装置沿导轨南北方向往复运动；直线导轨的北端连接有水平承载架，它位于该实验系统的最北部，其中水平承载架上的两个水平反力斜支撑中间的横梁固定有100kN水平电液伺服作动器，其加载端作用于双轮试验装置的外部框架上；所述电液伺服作动器是一种液压执行机构，能把来自液压源的液压能转换为机械能，同时根据自带的位移传感器和力传感器进行伺服控制，用于执行主控制器的命令，控制负载的速度、方向、位移、力，同时反馈给主控制器信号；该实验系统配备作动器包括50kN电液伺服作动器两台以及100kN电液伺服作动器一台，两台50kN电液伺服作动器分别安装在双轮试验装置的外部框架的上端及侧面，末端作用在双轮试验装置的内部加载框架设备上，给双轮试验装置上的实心橡胶轮胎提供垂向以及侧向剪力，用来模拟机场跑道在飞机起降、滑行和转弯过程中承受的不同方向荷载；100kN电液伺服作动器安装在双轮试验装置外部框架后部，其尾端由水平承载架中间的横梁进行固定，用于控制起落架载荷模拟试验装置的水平往复运动；所述水平承载架是控制该实验系统在运行期间稳定性的机械组成部分，其锚固于地面上，用来将实验系统运行产生的反作用力传递到地基上，从而保持该实验系统整体的平衡及结构稳定；它包括两个水平反力斜支撑、横梁部件，水平反力斜支撑是由工字钢制成的金属结构件，外轮廓呈直角梯形状，中间配置有工字钢腹杆，其底部锚固于地面上，且分别与低摩擦运动机构中的直线导轨相连，两个水平反力斜支撑在中部由一横梁相连接，其用来固定100kN水平电液伺服作动器；所述低摩擦运动机构是保障整体加载装置能够以一个低阻力状态行进的运动机构，它由固定于地面上的两条低摩擦直线导轨和双轮试验装置外部框架下端安置的导轨运动件组成，整个直线导轨为液压摩擦导轨，双轮试验装置沿直线导轨长度方向往复运动；所述双轮试验装置是该实验系统中模拟轮胎的加载装置，是该实验系统用来模拟真实飞机对机场道面作用的主体装置，它由连接有两个实心轮胎的内部加载框架设备和外部框架、设备导轨及轮轴组成，实心轮胎位置由内部加载框架设备下端的轮轴固定，内部加载框架设备通过其上部固定的两条设备导轨与外部框架相连接，50kN垂向及侧向电液伺服作动器末端固定于外部框架上，然后直接作用到内部加载框架设备上，进而通过由垂向轮轴连接的下部实心轮胎对道面施加竖向及垂向荷载；整个双轮试验装置的外部框架位于低摩擦运动直线导轨上，整个双轮试验装置额定承载力为200kN，该外部框架是上部开有方孔的Π形状件，该内部加载框架设备的外形为H状。