一种水锤效应试验用等效飞机油箱制造技术

本发明专利技术提出一种水锤效应试验用等效飞机油箱，包括油箱主体、侧封板、入射板、出射板、翻转盖板、封口盖和传感器安装座。侧封板粘接于油箱主体两侧，法兰与油箱主体固连，入射板、出射板与法兰螺栓连接，翻转盖板通过连接合页与油箱主体相连，封口盖用于密封所述油箱主体的注油口和放油口，传感器安装座安装在油箱主体内部，底端与油箱主体底板固连。通过复合材料入射板和出射板，可实现对现代飞机复合材料蒙皮结构的模拟，同时兼顾试验的经济性。

【技术实现步骤摘要】
一种水锤效应试验用等效飞机油箱
本专利技术属于油箱结构设计和毁伤评估测试
，具体涉及一种水锤效应试验用等效飞机油箱。
技术介绍
燃油系统是飞机暴露面积最大的系统，油箱则是构成燃油系统最重要的部件。水锤效应作为飞机油箱主要的损伤模式之一，指的是当高速破片穿透有油液填充的油箱时，破片受到燃油的阻力，将自身的动能通过燃油传递到油箱壁板，从而引起油箱结构灾难性的破坏。由于油液的易燃易爆特性，直接进行高速冲击试验时不易控制且容易发生危险，因此在试验中多采用与油液具有相似密度的水来替代航空煤油。同时由于飞机燃油箱结构形式复杂，目前多用内部充水的矩形箱体对其进行等效。目前对等效飞机燃油箱在高速破片冲击时水锤效应的试验研究主要以国外为主，研究重点主要集中在水锤效应的其毁伤机理及影响因素，如美国Ball等首先通过22mm口径步枪和立方体充液箱体开展了水锤效应的试验研究，指出破片的入射角度和质量是影响其能量损失的主要因素，破片形状和质量对其穿出速度及冲击波的影响较小；西班牙Varas等进行了充液率分别为50％、75％、100％的充液铝管水锤效应试验，对比了不同破片速度(600、900m/s)对水锤效应的影响，并利用高速摄影机记录了水锤全过程；Nishida等完成了铝合金薄壁方管的打击试验，研究了壁板裂纹的扩展方式，指出最主要的影响因素为壁板材料的最高强度和子弹的直径等，但这些均是针对金属结构油箱开展。事实上，现代飞机蒙皮结构多采用碳纤维复合材料结构，其具有轻质、比强度/刚度高的特点，与传统金属材料结构相比，复合材料结构在对入射破片的速度衰减作用及自身毁伤模式上均与金属材料有较大差别。但由于其造价昂贵，完全使用复合材料制备水锤效应试验油箱的代价很高。为实现对现代复合材料结构飞机油箱水锤效应的模拟，同时兼顾试验经济性，急需设计一种水锤效应试验用等效飞机油箱。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本专利技术提出一种水锤效应试验用等效飞机油箱，以在兼顾试验经济性的同时，解决对现代飞机复合材料蒙皮结构的等效，以模拟等效飞机油箱在破片冲击作用下的水锤效应，记录油液中特征点的液体压力，进而为现代飞机结构毁伤测试与评估提供支撑的技术问题。(二)技术方案为了解决上述技术问题，本专利技术提出一种水锤效应试验用等效飞机油箱，该等效飞机油箱包括油箱主体、侧封板、入射板、出射板、翻转盖板、封口盖和传感器安装座；其中，侧封板粘接于油箱主体两侧；入射板和出射板分别通过法兰安装在油箱主体前后表面开设的破片入射孔和出射孔处；翻转盖板通过连接合页与油箱主体相连，安装在油箱主体的传感器安装口处；封口盖用于密封油箱主体的注油口和放油口；传感器安装座安装在油箱主体内部，底端与油箱主体的底板固连。进一步地，油箱主体为矩形箱体，左右贯通；等效油箱的前后表面中心分别开设有圆形破片入射孔与出射孔，上表面开设有矩形传感器安装口，上表面和后表面分别开设有注油口和放油口。进一步地，侧封板为矩形PMMA玻璃材质。进一步地，法兰共计两个，分别位于油箱主体前、后表面的中心；法兰的内孔径与油箱主体的破片入射孔、出射孔尺寸一致，法兰的外盘径与内孔径之比为1.3-1.5。进一步地，入射板与出射板尺寸一致，为金属或复合材料方板；入射板与出射板上开设有固定通孔，通过螺栓固定于法兰上。进一步地，翻转盖板每个包括矩形金属材料盖板和金属锁扣；盖板与油箱主体的传感器安装口尺寸一致；盖板一端通过连接合页固定在油箱主体上，实现180度翻转，另一端与锁扣固连，锁扣上开设有矩形通孔，尺寸与传感器安装口边缘设置的连接耳片匹配。进一步地，连接合页以中心线为活动转轴，一半与翻转盖板的金属材料盖板连接，另一半与油箱主体的传感器安装口边线连接，多个连接合页转轴共线，且与翻转盖板和油箱主体的传感器安装口连接线共线。进一步地，封口盖为金属材料内空圆柱形，内径与油箱主体的注油口和放油口尺寸相同，内表面加工有螺纹。进一步地，传感器安装座包括传感器安装杆和三通连接器；其中，传感器安装杆为柱形金属杆，下端固连于油箱主体内底部，三通连接器直通端通过紧固螺丝安装于传感器安装杆上，垂通端内部加工有螺纹。(三)有益效果本专利技术提出一种水锤效应试验用等效飞机油箱，包括油箱主体、侧封板、入射板、出射板、翻转盖板、封口盖和传感器安装座。其中，侧封板粘接于油箱主体两侧，法兰与油箱主体固连，入射板、出射板与法兰螺栓连接，翻转盖板通过连接合页与油箱主体相连，封口盖用于密封所述油箱主体的注油口和放油口，传感器安装座安装在油箱主体内部，底端与油箱主体底板固连。本专利技术的技术效果体现在以下几个方面：1、通过复合材料入射板和出射板，可实现对现代飞机复合材料蒙皮结构的模拟，同时兼顾试验的经济性；2、入射板与出射板通过高强度螺栓与法兰固连，进行多次试验时只需更换入射板和出射板即可，具有操作简单、油箱主体可重复使用的优点；3、通过翻转盖板，可方便实现对传感器不同高度的安装、调节；4、采用PMMA玻璃材质透明侧封板，在试验中可配合高速摄影实现对水锤效应空穴形成过程的记录。附图说明图1为本专利技术实施例的等效油箱总体结构示意图；图2为本专利技术实施例中等效油箱主体结构示意图；图3为本专利技术实施例中入射板结构和法兰结构配合安装的等轴侧视图；图4为本专利技术实施例中翻转盖板结构局部放大侧视图；图5为本专利技术实施例中注油孔及封口盖局部放大图；图6为本专利技术实施例中传感器安装座结构等轴侧视图；图7为应用本专利技术实施例的试验中某两个特征点的压力曲线。图中：1、油箱主体，1-1、入射孔，1-2、出射孔，1-3、传感器安装口，1-4、连接耳片，1-5、注油口，1-6、放油口，2、侧封板，3、法兰，3-1、连接通孔，4、入射板，4-1、固定通孔，5、出射板，6、翻转盖板，6-1、盖板，6-2、锁扣，7、连接合页，8、封口盖，9、传感器安装座，9-1、传感器安装杆，9-2、传感器安装三通连接器。具体实施方式为使本专利技术的目的、内容和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。本实施例提出一种水锤效应试验用等效飞机油箱，其结构如图1所示，包括油箱主体1、侧封板2、法兰3、入射板4、出射板5、翻转盖板6、连接合页7、封口盖8和传感器安装座9。如图2所示，油箱主体1为矩形金属材料箱体，左右贯通，前后表面中心各开设有一个圆形破片入射孔1-1和出射孔1-2；上表面开设有两个矩形传感器安装口1-3，位置分别对应于传感器安装座9，每个传感器安装口1-3边缘设置有半圆形连接耳片1-4，连接耳片1-4平面端与油箱主体1上表面固连，弧形端开设有通孔，用于锁定翻转盖板6；上表面边缘开设有圆柱形凸出注油口1-5，圆柱外表面加工有螺纹；后表面下端边缘开设有圆柱形凸出放油口1-6，圆柱外表面加工有螺纹。侧封板2为PMMA玻璃材质方板，共计两个，分别粘接于油箱主体1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水锤效应试验用等效飞机油箱，其特征在于，所述等效飞机油箱包括油箱主体、侧封板、入射板、出射板、翻转盖板、封口盖和传感器安装座；其中，所述侧封板粘接于所述油箱主体两侧；所述入射板和出射板分别通过法兰安装在所述油箱主体前后表面开设的破片入射孔和出射孔处；所述翻转盖板通过连接合页与所述油箱主体相连，安装在所述油箱主体的传感器安装口处；所述封口盖用于密封所述油箱主体的注油口和放油口；所述传感器安装座安装在所述油箱主体内部，底端与所述油箱主体的底板固连。/n

【技术特征摘要】
1.一种水锤效应试验用等效飞机油箱，其特征在于，所述等效飞机油箱包括油箱主体、侧封板、入射板、出射板、翻转盖板、封口盖和传感器安装座；其中，所述侧封板粘接于所述油箱主体两侧；所述入射板和出射板分别通过法兰安装在所述油箱主体前后表面开设的破片入射孔和出射孔处；所述翻转盖板通过连接合页与所述油箱主体相连，安装在所述油箱主体的传感器安装口处；所述封口盖用于密封所述油箱主体的注油口和放油口；所述传感器安装座安装在所述油箱主体内部，底端与所述油箱主体的底板固连。


2.如权利要求1所述的等效油箱，其特征在于，所述油箱主体为矩形箱体，左右贯通；所述等效油箱的前后表面中心分别开设有圆形破片入射孔与出射孔，上表面开设有矩形传感器安装口，上表面和后表面分别开设有注油口和放油口。


3.如权利要求1所述的等效油箱，其特征在于，所述侧封板为矩形PMMA玻璃材质。


4.如权利要求1所述的等效油箱，其特征在于，所述法兰共计两个，分别位于所述油箱主体前、后表面的中心；所述法兰的内孔径与所述油箱主体的破片入射孔、出射孔尺寸一致，所述法兰的外盘径与内孔径之比为1.3-1.5。


5.如权利要求1所述的等效油箱，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩璐，张玉磊，李芝绒，胡雪垚，蒋海燕，肖洋，
申请(专利权)人：西安近代化学研究所，
类型：发明
国别省市：陕西;61