一种起落架收放作动器试验台的制作方法

本发明属于飞机起落架地面试验技术领域，具体涉及一种起落架收放作动器试验台。

背景技术：

起落架收放作动器是起落架系统中重要的组成部分，气动起落架收放作动器为一种新型的起落架收放作动器，其通过冷气或燃气实现作动，其在调试过程中需作动器输出力测试、作动器磨合试验、作动器长度测量、作动器锁定能力测试、作动器空载试验、作动器动态负载试验、燃气与冷气匹配试验、多机联动试验等测试。为满足高速大载荷加载需求，本发明提出了液压和气动复合加载方式。

通过查询，目前尚无相似试验台可用于气动起落架收放作动器的系统测试。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种起落架收放作动器试验台，解决对起落架作动器测试的需要。

本发明的上述目的是通过如下技术方案予以实现的：一种起落架收放作动器试验台，包括单机测试单元、负载联合测试单元、计算机测控单元、地面气源单元、液压控制单元；

液压控制单元用于为单机测试单元、负载联合测试单元提供动力源；

单机测试单元用于安装被测作动器并能够在液压控制单元的驱动下使被测作动器拉伸到预设的长度并锁定；

负载联合测试单元模拟机上起落架基本构型，用于安装被测作动器并能够在液压控制单元的驱动下实现不同机型的加载模拟；

地面气源单元用于为单机测试单元上的被测作动器、负载联合测试单元上的被测作动器供气；

计算机测控单元根据待测试内容发送对应的指令至单机测试单元、负载联合测试单元、地面气源单元、液压控制单元并采集单机测试单元、负载联合测试单元的试验数据。

优选的，试验台还包括加载气源单元，所述的加载气源单元用于为液压控制单元提供高压气体，进而当负载联合测试单元进行负载测试时，在计算机测控单元的控制下向负载联合测试单元提供瞬时附加功率动力源。

优选的，所述的单机测试单元包括加载液压缸、加载支座、滑块、配重、连接耳、销轴、安装支座、底座；

被测作动器分别通过两个销轴与安装支座和连接耳相连，位置传感器与被测作动器通过所述两个销轴并联；加载液压缸通过加载支座支撑，其输出端连接滑块，所述滑块上安装力传感器并与所述的连接耳固定连接；配重固定连接到安装支座上端。

优选的，所述的单机测试单元还包括燃气发生器，所述的燃气发生器用于在计算机测控系统的控制下向被测作动器输入燃气，用于测试燃气作用下，被测作动器的输出力和动态特性。

优选的，所述的地面气源单元包括气瓶、手动截止阀、调整减压阀、1号电磁阀、2号电磁阀、压力传感器；

气瓶出口与手动截止阀相连；手动截止阀下游为调整减压阀；调整减压阀下游分两路，一路与1号电磁阀相连，1号电磁阀与单机测试单元连接为其供气；另一路与2号电磁阀相连，2号电磁阀与负载联合测试单元连接为其供气。

优选的，所述的负载联合测试单元包括支撑框架、起落架模拟件、加载气缸、加载控制气路、可调惯性负载、位移传感器、编码器、压力传感器、温度传感器；起落架模拟件模拟起落架在飞机上的整体布局，可调惯性负载用于模拟起落架或起落架舱门重量分布；被测作动器安装在所述起落架模拟件上并利用液压控制单元采用气动辅助液压加载方式实现加载；联合加载液压缸一端固装载支撑框架上，输出端与起落架模拟件之间安装力传感器；编码器安装在起落架模拟件旋转轴上，用于监测起落架模拟件的旋转位置。

优选的，所述的液压控制单元包括油箱、空气滤清器、吸油过滤器、电机泵组、手动泵、单向阀、压力表、1号电磁保护阀、调速阀、电磁换向阀、液压锁、球阀、溢流阀、回油过滤器、液位计、放油球阀、卸荷阀，1号伺服阀、2号伺服阀、1号保护阀、2号保护阀；

油箱壁上安装空气滤清器，油箱出口安装吸油过滤器，电机泵组、手动泵并联到吸油过滤器出口，电机泵组和手动泵出口分别连接单向阀，压力表安装在单向阀出口；1号电磁保护阀与调速阀并联连接到单向阀出口；1号电磁保护阀与调速阀下游与电磁换向阀的一个入口相连；电磁换向阀下游与液压锁相连。液压锁两个出口分别与手阀相连。两个手阀分别与加载液压缸的有杆腔和无杆腔相连；电磁换向阀的另一个入口通过回油过滤器与油箱相连；溢流阀连接单向阀出口通过回油过滤器和油箱；卸荷阀位于单向阀后端并通过回油过滤器和油箱；1号伺服阀、2号伺服阀并联在1号保护阀与调速阀前端；1号伺服阀下游与1号保护阀连接，2号伺服阀下游与2号保护阀连接；1号保护阀下游分别与1号联合加载液压缸的有杆腔和无杆腔连接；2号保护阀下游分别与2号联合加载液压缸连接。

优选的，所述的液压控制单元还包括，1号高速开关阀、2号高速开关阀、1号高压挤压式油箱、3号高速开关阀、4号高速开关阀、2号高压挤压式油箱；

1号高压挤压式油箱油腔通过1号高速开关阀、2号高速开关阀分别与1号联合加载液压缸的无杆腔和有杆腔连接，2号高压挤压式油箱油腔通过3号高速开关阀、2号高速开关阀分别与2号联合加载液压缸的无杆腔和有杆腔连接；1号高压挤压式油箱与2号高压挤压式油箱的气腔并联后与加载气源单元出口相连。

优选的，所述的待测试内容覆盖被测作动器的所有静态和动态性能测试，包括作动器输出力测试、作动器磨合试验、作动器长度测量、作动器锁定能力测试、作动器空载试验、作动器动态负载试验、燃气与冷气匹配试验、多机联动试验。

优选的，作动器输出力测试，在液压控制单元驱动下控制加载液压缸拖动被测作动器到被测长度并在被测长度下锁定，通过改变被测作动器输入气压，来测不同气压下，不同长度下，被测作动器的输出力；

作动器长度测量，位移传感通过销轴与被测作动器并联，通过加载液压缸拖动被测作动器实现最短长度和最长长度的测量；

作动器锁定能力测试，通过加载液压缸拖动被测作动器达到上锁位置，通过调节液压控制单元输出压力，从而调节加载液压缸对被测作动器的限位锁施加的锁定力；

作动器空载试验，被测作动器一端与单机测试单元的安装支座连接，一端自由，将被测作动器置于初始位置，然后打开1号电磁阀为被测作动器供气，位移传感器用于测试被测作动器的长度；

作动器动态负载试验，被测作动器一端与单机测试单元的安装支座连接，一端通过连接耳与力传感器和滑块连接，滑块上安装配重；将滑块与加载液压缸分开；将被测作动器置于初始位置，然后打开1号电磁阀为被测作动器供气，位移传感器用于测试被测作动器的长度；

多机联动试验，负载联合测试单元上安装多个被测作动器，起落架模拟件和联合加载液压缸模拟被测作动器载荷，被测作动器在燃气或冷气作用下完成联动试验。

优选的，燃气与冷气匹配试验，被测作动器在作动器输出力测试、作动器空载试验、作动器动态负载试验、多机联动试验模式下，均通过燃气与冷气作为驱动气源进行耦合试验。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

被测作动器为气动的开环作动器，速度快，需要外部供压和测试，本发明可覆盖被测作动器的所有静态和动态性能测试。本发明分为单机测试单元、负载联合测试单元、计算机测控单元、地面气源单元、加载气源单元、液压控制单元，其共用同一套采集系统，集成度高，减少成本和试验台体积。

本发明中单机测试单元，加载液压缸在液压能源驱动下可拖动被试起落架收放作动器停留在任意位置，液压缸内置液压锁，可实现油缸锁定，在被测作动器施加压力时，可准确测出作动器不同位置的输出力。

本发明中单机测试单元可由液压源驱动加载液压缸带动被测作动器往复运动，实现作动器的自动磨合试验。

本发明使位置传感器与被测作动器通过两端分别通过同一个销轴进行并联，位移测量过程中无中间传递环节，进而可准确测量被测作动器的绝对长度。

本发明在被试起落架收放作动器上锁后，可通过调节油源压力，调节加载液压缸对被测作动器锁销的施加力，从而考核作动器锁定能力。

本发明的负载联合试验单元中，模拟机上起落架基本构型，施加载荷更加准确，通过调整配重，可实现不同机型的加载模拟。

本发明采用液压和气动液压复合加载方式，可实现快速准确加载。

本发明带有燃气点火功能，能够满足气动起落架收放作动器对于冷气和燃气耦合试验能力，可采集冷气压力、燃气压力、推力和温度等试验曲线。

本发明负载联合试验单元中，在同一支撑架内设置了多套起落架或起落架舱门收放机构负载装置，其可以同时进行多台产品联动收放过程模拟。

本发明负载联合试验单元中，设有安全防护功能，可以在联合加载液压缸工作异常时，联合加载液压缸的有杆腔和无杆腔均连同，活塞杆处于带阻尼的浮动状态，保护产品、设备和人员。

附图说明

图1为本发明试验台总体原理图；

图2为本发明单机测试单元、地面气源单元原理图；

图3为本发明负载联合测试单元原理图；

图4为本发明液压控制单元原理图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的描述：

本发明提出一种气动起落架收放作动器试验台，主要由单机测试单元、负载联合测试单元、计算机测控单元、地面气源单元、加载气源单元、液压控制单元等部分组成。

液压控制单元用于为单机测试单元、负载联合测试单元提供动力源；

单机测试单元用于安装被测作动器并能够在液压控制单元的驱动下使被测作动器拉伸到预设的长度并锁定；

负载联合测试单元模拟机上起落架基本构型，用于安装被测作动器并能够在液压控制单元的驱动下实现不同机型的加载模拟；

地面气源单元用于为单机测试单元上的被测作动器、负载联合测试单元上的被测作动器供气；

加载气源单元，所述的加载气源单元用于为液压控制单元提供高压气体，进而当负载联合测试单元需进行高速大负载测试时，在计算机测控单元的控制下向负载联合测试单元提供瞬时附加大功率动力源。

计算机测控单元根据待测试内容发送对应的指令至单机测试单元、负载联合测试单元、地面气源单元、液压控制单元并采集单机测试单元、负载联合测试单元的试验数据。

本发明给出一优选实现方式中试验台还包括加载气源单元，所述的加载气源单元用于为液压控制单元提供高压气体，进而在计算机测控单元的控制下向负载联合测试单元提供高速大载荷的动力源。

实施例

如图1-2所示，本发明试验台包括单机测试单元1、负载联合测试单元2、计算机测控单元3、地面气源单元4、加载气源单元5、液压控制单元6等。计算机测控单元3通过电路与电机测试单元1上的1号压力传感器p1、2号压力传感器p2、1号温度传感器t1、力传感器1-5、位移传感器1-8连接、1号燃气发生器m1连接；计算机测控单元3通过电路与负载联合测试单元2上的2号力传感器2-6、3号力传感器2-7、1号编码器2-8、2号编码器2-9连接、2号燃气发生器m2、3号燃气发生器m3连接；计算机测控单元3通过电路与地面气源单元4上的1号电磁阀4-4、2号电磁阀4-5、3号压力传感器p3、4号压力传感器p4连接；计算机测控单元3通过电路与加载气源单元5上的加压电磁阀5-1连接；计算机测控单元3通过电路与液压控制单元上的电机泵6-4、1号电磁保护阀6-8、电磁换向阀6-10、卸荷阀6-19、1号伺服阀6-20、2号伺服阀6-21、1号保护阀6-22、2号保护阀6-23、1号高速开关阀6-26、2号高速开关阀6-27、3号高速开关阀6-29、4号高速开关阀6-31等连接；

单机测试单元1主要包括加载液压缸1-1、加载支座1-2、滑块1-3、配重1-4、力传感器1-5、连接耳1-6、一号销轴1-7、位移传感器1-8、二号销轴1-9、安装支座1-10、底座1-11等部分组成。

被测作动器安装在试验台架上，具体分别通过二号销轴1-9、一号销轴1-7与安装支座1-10和连接耳1-6相连，同时，二号销轴1-9、一号销轴1-7分别与位移传感器1-8两端安装孔同轴相连，通过与被测作动器并联安装的位移传感器1-8测量被测作动器的长度。配重固定连接到安装支座上端。通过加载液压缸调节滑块位置，从而调节被测作动器长度，加载液压缸设置有液压锁，待位置调定后，液压锁定，然后通过气源给作动器进气或通过点火装置激发燃气为作动器提供能源，力传感器安装在被试起落架作动器与滑块之间，从而测量对应压力和起落架作动器长度下的输出推力；在起落架收放作动器与滑块断开连接后，其可单独加载，实现空载响应测试；起落架收放作动器上一般设有机械锁，为考核收放作动器的机械锁的锁定能力，待作动器所动后，可通过加载液压缸为机械锁施加所需力，通过液压能源上的溢流阀调节施加力的大小。

负载联合测试单元2主要包括1号联合加载液压缸2-1、2号联合加载液压缸缸2-2、支撑框架2-3、1号起落架模拟件2-4、2号起落架模拟件2-5、2号力传感器2-6、3号力传感器2-7、1号编码器2-8、2号编码器2-9、2号燃气发生器m2、3号燃气发生器m3等部分组成。

1号起落架模拟件2-4、2号起落架模拟件2-5上安装可调惯性负载，即在起落架模拟件上开有多个配重孔，通过安装配重，用于模拟起落架或起落架舱门的质量分布，被测作动器1一端通过铰链连接在支撑框架2-3的h点，另一端通过铰链连接在1号起落架模拟件2-4的p点；被测作动器2一端通过铰链连接在支撑框架2-3的g点，另一端通过铰链连接在2号起落架模拟件2-5的q点。由于被测作动器为气动作动器，作动速度快，为满足加载的响应需求，采用液压与气动复合加载方式给被测作动器加载。3号力传感器2-7安装在1号联合加载液压缸2-1和1号起落架模拟件2-4之间，2号力传感器2-6安装在2号起落架模拟件2-5和2号起落架模拟件2-5之间。1号编码器2-8安装1号起落架模拟件2-4的旋转轴上，2号编码器2-9安装2号起落架模拟件2-5的旋转轴上在，两个编码器用于检测起落架模拟件的转动角度。

液压控制单元6原理图如图3所示，其主要包括：油箱6-1、空气滤清器6-2、吸油过滤器6-3、电机泵组6-4、手动泵6-5、单向阀6-6、压力表6-7、1号电磁保护阀6-8、调速阀6-9、电磁换向阀6-10、液压锁6-11、球阀6-12、溢流阀6-14、回油过滤器6-16、液位计6-17、放油球阀6-18、卸荷阀6-19，1号伺服阀6-20、2号伺服阀6-21、1号保护阀6-22、2号保护阀6-23、1号高速开关阀6-26、2号高速开关阀6-27、1号高压挤压式油箱6-30、3号高速开关阀6-29、4号高速开关阀6-31、2号高压挤压式油箱6-28，液压控制单元6分别为单机测试单元1、负载联合测试单元2提供动力源，进而驱动加载液压缸1-1、1号联合加载液压缸2-1、2号联合加载液压缸缸2-2的运动。1号高压挤压式油箱6-30包含液压油腔m和气腔n。2号高压挤压式油箱6-28包含液压油腔y和气腔z。液压控制单元具体的连接关系如下：

油箱6-1壁上安装空气滤清器6-2，油箱6-1出口安装吸油过滤器6-3，电机泵组6-4、手动泵6-5并联到吸油过滤器6-3出口，电机泵组6-4和手动泵6-5出口分别连接单向阀6-6，压力表6-7安装在单向阀6-6出口。1号电磁保护阀6-8与调速阀6-9并联连接到单向阀6-6出口；1号电磁保护阀6-8与调速阀6-9下游与电磁换向阀6-10的一个入口相连。电磁换向阀6-10下游与液压锁6-11相连。液压锁6-11两个出口分别与手阀6-12相连。两个手阀6-12分别与加载液压缸1-1的有杆腔和无杆腔相连；电磁换向阀6-10的另一个入口通过回油过滤器6-16与油箱6-1相连。溢流阀6-14连接单向阀6-6出口通过回油过滤器6-16和油箱6-1。卸荷阀6-19位于单向阀6-6后端并通过回油过滤器6-16和油箱6-1。1号伺服阀6-20、2号伺服阀6-21并联在1号电磁保护阀6-8与调速阀6-9前端；1号伺服阀6-20下游与1号保护阀6-22连接，2号伺服阀6-21下游与2号保护阀6-23连接。1号保护阀6-22连接下游分别与1号联合加载液压缸2-1的有杆腔和无杆腔连接。2号保护阀6-23连接下游分别与2号联合加载液压缸缸2-2连接。1号高压挤压式油箱6-30油腔通过1号高速开关阀6-26、2号高速开关阀6-27分别与1号联合加载液压缸2-1的无杆腔和有杆腔连接，2号高压挤压式油箱6-28油腔通过3号高速开关阀6-29、2号高速开关阀6-31分别与2号联合加载液压缸2-2的无杆腔和有杆腔连接。1号高压挤压式油箱6-30与2号高压挤压式油箱6-28的气腔并联与加载气源单元5出口相连。

地面气源单元4主要由气瓶4-1、手动截止阀4-2、调整减压阀4-3、1号电磁阀4-4、2号电磁阀4-5、3号压力传感器p3、4号压力传感器p4组成；气瓶出口与手动截止阀相连；手动截止阀下游为调整减压阀；调整减压阀下游分两路，一路与1号电磁阀相连，1号电磁阀与单机测试单元连接为其供气；另一路与2号电磁阀相连，2号电磁阀与负载联合测试单元连接为其供气

上述各单元在计算机测控系统的控制下，根据具体的测试内容发出对应的控制指令进行控制，具体包括如下测试：

作动器输出力测试：加载缸1-1在液压控制单元6驱动下可拖动作动器停留在任意位置，液压控制单元6内置液压锁6-11，可实现加载液压缸1-1的锁定。打开阀门4-2，调整减压阀4-3使气压调定所需压力，打开1号电磁阀4-4，高压气体将进入被测作动器内，其将推动活塞杆s2进而推动支耳s1并对压力传感器1-5施加压力，此时可准确测出作动器的输出力；当一次测试完毕后，可关闭1号电磁阀4-4，调整减压阀4-3，调整加载液压缸1-1的长度，进行下一次测试；通过上述方法可通过计算机测控系统3激发燃气发生器，燃气通过被测作动器的燃气入口进入被测作动器，可测试燃气作用下，作动器的输出力；也可以冷气燃气同时打开，测试冷气和燃气同时作用下的作动器输出力，通过p2可测试燃气压力、冷气燃气耦合压力。温度传感器t1安装在被测作动器的壳体s4表面，用于监测作动器表面温度。

作动器磨合试验：被测作动器分别通过二号销轴1-9、一号销轴1-7与安装支座1-10和连接耳1-6相连，同时，二号销轴1-9、一号销轴1-7分别与位移传感器1-8两端安装孔同轴相连。加载液压缸1-1液压控制单元驱动下将被测作动器压缩到最短和拉伸到最长，通过计算机测控系统3设定好的时间和次数，循环往复，可实现作动器磨合。

作动器长度测量：被测作动器分别通过二号销轴1-9、一号销轴1-7与安装支座1-10和连接耳1-6相连，同时，二号销轴1-9、一号销轴1-7分别与位移传感器1-8两端安装孔同轴相连。加载液压缸1-1液压控制单元驱动下将被测作动器压缩到最短和拉伸到最长，由于位置传感器1-8与被测作动器通过两端支耳并联，可直接读取被测作动器的绝对长度，其测量精度高。

作动器空载试验：被测作动器一端与单机测试单元的安装支座连接，一端自由，将被测作动器置于初始位置，然后打开1号电磁阀4-4为被测作动器供气，位移传感器用于测试被测作动器的长度。

作动器动态负载试验，被测作动器一端与单机测试单元的安装支座连接，一端通过连接耳与力传感器和滑块连接，滑块上安装配重。将滑块与加载液压缸分开。将被测作动器置于初始位置，然后打开1号电磁阀4-4为被测作动器供气，位移传感器用于测试被测作动器的长度。

多机联动试验，负载联合测试单元上可以安装多个被测作动器，起落架模拟件和联合加载液压缸模拟被测作动器载荷，被测作动器在燃气或冷气作用下完成联动试验。

作动器锁定能力测试：被测作动器分别通过二号销轴1-9、一号销轴1-7与安装支座1-10和连接耳1-6相连。加载液压缸1-1在液压控制单元驱动下将被测作动器拉伸至上锁位置，加载液压缸1-1反向运动给被测作动器上的锁销s3施加作用，其作用力的大小可以通过调节溢流阀6-14实现，从而考核其锁定能力。

负载联合负载单元测试过程：根据飞行器的起落架质量分布，分别在1号联合加载液压缸2-1、2号联合加载液压缸缸2-2配重安装孔上安装配重，模拟起落架的质量分布，将被测作动器安装到负载联合负载单元上，当需要进行小载荷加载时，1号高速开关阀6-26、2号高速开关阀6-27、、3号高速开关阀6-29、4号高速开关阀6-31全部关闭；通过控制1号伺服阀6-20、2号伺服阀6-21实现加载过程；当需要高速大载荷时，1号高压挤压式油箱6-30、2号高压挤压式油箱6-28分别充高压，根据载荷谱，计算机测控单元3控制1号伺服阀6-20、2号伺服阀6-21实现载荷谱中的小载荷部分，需要高速大载荷时控制1号高速开关阀6-26、2号高速开关阀6-27、3号高速开关阀6-29、4号高速开关阀6-31的启闭实现高速大载荷加载。

安全防护功能：1号联合加载液压缸2-1、2号联合加载液压缸缸2-2前安装了1号保护阀6-22、2号保护阀6-23，其由电磁阀和节流阀串联组成，当1号联合加载液压缸2-1、2号联合加载液压缸正常工作时，电磁阀处于关闭状态，当1号联合加载液压缸2-1、2号联合加载液压缸工作异常时，电磁阀打开，1号联合加载液压缸2-1、2号联合加载液压缸的有杆腔和无杆腔均连同，活塞杆处于带阻尼的浮动状态。

燃气与冷气匹配试验，被测作动器在作动器输出力测试、作动器空载试验、作动器动态负载试验、多机联动试验模式下，均可通过燃气与冷气作为驱动气源进行耦合试验。

计算机测控单元对单机测试单元、负载联合测试单元中的位移传感器、力传感器、编码器、压力传感器、温度传感器等信号进行统一采集和处理，同时对地面气源单元和液压控制单元进行统一控制。

上面对本发明的实施例对作了详细说明，所述实施方式仅为本发明的最优实施例，但是本发明并不限于所述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。

本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。