一种冰雹撞击试验装置的制作方法

本公开属于测试装置，尤其涉及一种冰雹撞击试验装置。

背景技术：

1、冰雹直径一般为5mm～50mm，冰雹云的高度一般为8km以上。飞行器在飞行时可以通过雷达发现并躲避冰雹云。但是，在飞行器起飞和降落过程可能会突然遭遇冰雹袭击，来不及躲避，为保证飞行安全机载装置必须能够正常工作。近年来，已出现多起在飞行器起飞阶段遭遇冰雹撞击的事故，飞行器机头部分损毁严重，对飞行器飞行安全造成极大影响。

2、大气数据探头是飞行器上的重要装置，为飞行器提供飞行高度、速度、攻角、侧滑角等重要飞行参数，直接影响到飞行安全。随着国内极端气象条件增多，飞行器对安全性要求越来越高，耐受冰雹撞击能力也成为一个重点评估需求。飞行器起飞阶段速度能够达到100km/h～200km/h，遭遇冰雹环境时，造成的破坏极大。大气数据探头作为飞行器蒙皮外露的装置，在冰雹来临时会直接面对高强度冲击，探头必须能够耐受冰雹撞击，并保证功能和性能能够满足飞行安全要求。

3、国内对于飞行器的冰雹撞击试验并未制定标准要求，试验要求一般都是参照iec61215-2005《地面用晶体硅光伏组件-设计鉴定和定型》中相关试验规定。传统的冰雹撞击试验装置主要用于模拟地面上光伏发电板遇到冰雹撞击时的状态，装置比较简单，仅考虑了地面上的冰雹撞击需求，装置产生的冰雹发射速度、发射精度、冰雹强度、落点控制等技术指标均不能有效模拟飞行器上的冰雹撞击状态。

4、结合飞行器遭遇冰雹的环境条件，需要针对性设计航空器仪表专用的冰雹撞击试验装置，以满足飞行器探头的试验需求。

技术实现思路

1、本公开针对飞行器起飞或降落阶段遇到冰雹撞击的恶劣气候环境问题，提出了一种模拟冰雹撞击试验条件的试验装置，能够对飞行器探头遭遇冰雹情况下的功能、性能和安全性进行有效评估。

2、有鉴于此，根据本公开实施例的一个方面，提供了一种冰雹撞击试验装置，包括：冰雹装填装置、发射管、推送装置、瞄准装置、测速装置、攻角机构和低温试验箱；其中，所述冰雹装填装置、所述发射管、所述推送装置、所述瞄准装置、所述测速装置和所述攻角机构均设置在所述低温试验箱内；所述冰雹装填装置与所述发射管连通，用于将冰雹输送至所述发射管，所述发射管与所述推送装置连通，所述瞄准装置安装于所述推送装置的末端，所述测速装置用于测量冰雹的发射速度，试验件设置于所述攻角机构。

3、可选地，所述装置还包括高速摄像机。

4、可选地，所述装置还包括制冰器，所述制冰器用于制作冰雹。

5、可选地，所述装置还包括气源装置，所述气源装置用于生产压缩空气，所述气源装置与所述发射管连通。

6、可选地，所述气源装置与所述发射管之间还设置有阀门。

7、可选地，所述瞄准装置为激光发射器。

8、传统冰雹撞击试验装置主要用于模拟地面上光伏发电板遇到冰雹撞击时的状态，装置比较简单，本公开中的冰雹撞击试验装置相比传统设备具有以下的改进和有益效果：

9、1、冰雹发射速度高，能够满足飞行器需求。高压空气温度较高，传统冰雹撞击试验设备制备的冰雹在发射中受高温气体的温度影响和高速摩擦生热影响，冰雹在发射中会受热变脆甚至解体，因此不能有太高的发射速度。本发明中冰雹撞击试验设备采用了低温箱保温和专用隔热推送装置，可以有效保证冰雹在发射中的强度，使冰雹在高速发射中保持稳定，从而满足飞行器的冰雹试验需求；

10、2、冰雹发射精度高，落点准确。传统冰雹撞击试验设备冰雹在发射管中不能准确定位，且发射管内径比冰雹尺寸大，冰雹落点随机性较大，落点精度不超过±10mm。本发明中冰雹撞击试验设备采用推送装置，能够准确定位冰雹离开发射管的位置，冰雹落点精度能够达到±1mm。本发明中在发射管出口处还设置了瞄准装置，能够对冰雹撞击落点进行精准预判；

11、3、冰雹强度高，能够有效模拟真实冰雹。在飞行器遭遇冰雹撞击时，飞行器速度较大，冰雹速度较小。冰雹撞击试验器采用了速度相对的原理，加速冰雹速度，从而模拟撞击情况。但是，传统冰雹撞击试验设备未考虑冰雹强度受高温高压空气和高速摩擦加温问题，冰雹在发射中强度会下降，从而影响试验效果。本发明中冰雹撞击试验设备，采用低温箱保证试验在低温环境下进行，并使用专用的隔热推送装置隔离高温气流直接接触冰雹，保证冰雹强度能够模拟实际环境；

12、4、设置攻角机构，能够精确模拟试验件撞击时姿态。飞行器在起飞和降落过程中，攻角是影响飞行安全的关键参数，因此冰雹撞击试验需要试验件能够精确模拟撞击时的攻角姿态。本发明中冰雹撞击试验设备设置了攻角机构，能够精确调整试验件攻角姿态，并将试验件需要撞击的位置调整到冰雹落点位置，从而提高试验精度。

技术特征：

1.一种冰雹撞击试验装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括高速摄像机。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括制冰器，所述制冰器用于制作冰雹。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括气源装置，所述气源装置用于生产压缩空气，所述气源装置与所述发射管连通。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述气源装置与所述发射管之间还设置有阀门。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述瞄准装置为激光发射器。

技术总结
本发明公开了一种冰雹撞击试验装置，涉及测试装置技术领域。本公开的一具体实施方式包括：冰雹装填装置、发射管、推送装置、瞄准装置、测速装置、攻角机构和低温试验箱；其中，所述冰雹装填装置、所述发射管、所述推送装置、所述瞄准装置、所述测速装置和所述攻角机构均设置在所述低温试验箱内；所述冰雹装填装置与所述发射管连通，用于将冰雹输送至所述发射管，所述发射管与所述推送装置连通，所述瞄准装置安装于所述推送装置的末端，所述测速装置用于测量冰雹的发射速度，试验件设置于所述攻角机构。结合飞行器遭遇冰雹的环境条件，需要针对性设计航空器仪表专用的冰雹撞击试验装置，以满足飞行器探头的试验需求。

技术研发人员：石岩,杜振宇,许杰,段瑞,鲁彦
受保护的技术使用者：太原航空仪表有限公司
技术研发日：20221230
技术公布日：2024/1/15