一種新型彈翼加載試驗(yàn)方法研究

靳向往， 李先聚， 李世忠， 王俊紅

（中國航天科工集團(tuán)第六研究院 四十一所，呼和浩特 010010）

0 引言

目前，各類機(jī)載導(dǎo)彈的發(fā)展趨勢為射程更遠(yuǎn)、體積更小、精度更高。小體積要求必須對導(dǎo)彈采用小型化設(shè)計(jì)以避免占用過大的載機(jī)空間，遠(yuǎn)距離攻擊則要求彈體加裝高升力滑翔翼以提高炸彈射程。為解決兩者之間的矛盾，必須采用可折疊彈翼。折疊翼能縮小導(dǎo)彈和發(fā)射裝置的尺寸，節(jié)省儲運(yùn)空間，便于箱式貯裝、運(yùn)輸和發(fā)射，增加車輛、艦艇或飛機(jī)的運(yùn)載能力，提高戰(zhàn)斗力。彈體在飛行過程中彈翼受載情況復(fù)雜，主要受彈體姿態(tài)、氣流方向、飛行高度、飛行速度諸多因素影響，彈翼展開機(jī)構(gòu)在研制過程中必須進(jìn)行綜合模擬聯(lián)合展開試驗(yàn)。在折疊翼的展開過程中，不但要求導(dǎo)彈能按要求展開，而且還對翼面展開到位的瞬時角速度、角加速度等有一定的要求，以保證不因沖擊過載太大而對彈體產(chǎn)生不利影響，因此彈翼加載方式的確定對武器型號研制具有重要意義。

1 彈翼加載試驗(yàn)方法研究

常見的彈翼加載方法有兩種，一種是在彈翼上方施加法向拉力，如圖1所示，一種是在彈翼下方施加法向支撐力，如圖2所示。彈翼展開過程中隨展開角度的變化彈翼展開阻力也是變化的，但這兩種加載方式都是在彈翼上加載展開過程中最大的恒定載荷，以保證彈翼真實(shí)飛行狀態(tài)正常展開，加載值偏大，彈翼展開到位對彈體的沖擊偏大。若減小彈翼加載值，又不能保證彈翼可靠展開。為此需對彈翼加載方法進(jìn)行改進(jìn)，保證所加載荷和展開阻力相近，這樣既能保證彈翼可靠的展開,又能保證彈翼展開到位對彈體沖擊較小。

圖1 彈翼上方施加法向力

圖2 彈翼下方施加支撐力

2 新型彈翼加載方法設(shè)計(jì)

為實(shí)現(xiàn)彈翼展開過程載荷變化的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)彈翼加載裝置下端四路與彈翼前、后翼連接隨動，上端四路與滑塊連接。試驗(yàn)前預(yù)加載荷，在彈翼展開過程中實(shí)現(xiàn)規(guī)定的法向加載。彈翼展開過程中上加載點(diǎn)與下加載點(diǎn)相互運(yùn)動使加載點(diǎn)間距離發(fā)生變化，從而施加規(guī)定加載載荷。

2.1 確定加載載荷

表1 彈翼展開試驗(yàn)翼面載荷量級表

彈翼載荷條件根據(jù)彈翼展開過程中所受的氣動力確定。實(shí)際翼面氣動載荷為變化載荷，試驗(yàn)加載裝置不可能完全模擬氣動載荷的變化趨勢，根據(jù)試驗(yàn)加載系統(tǒng)特點(diǎn)設(shè)計(jì)線性變化的加載載荷，彈翼展開的試驗(yàn)加載載荷量級如表1所示。

彈翼加載載荷與氣動計(jì)算展開載荷對比如圖3所示，加載載荷能夠很好地模擬氣動計(jì)算載荷。

2.2 加載裝置設(shè)計(jì)

彈翼前端鎖定狀態(tài)及彈翼展開狀態(tài)如圖4所示。加載裝置如圖5所示，加載力的變化通過彈簧來實(shí)現(xiàn)。

彈翼鎖定狀態(tài)前翼兩加載點(diǎn)間距離799mm，后翼819 mm，展開后前翼824mm，后翼828mm。彈翼展開過程中前翼載荷變化800 N，最大載荷2 000 N，后翼載荷變化200 N，最大載荷600 N。經(jīng)計(jì)算前翼彈簧剛度為32 N/mm，中徑40mm，彈簧材料直徑8mm，圈數(shù)為20圈，后翼彈簧剛度為22 N/mm，中徑28 mm，彈簧材料直徑4.5 mm，圈數(shù)為8圈。

圖3 彈翼加載載荷與氣動載荷對比圖

圖4 彈翼加載裝置

圖5 彈翼加載裝置

3 結(jié)論

本試驗(yàn)裝置可完成彈翼各量級載荷加載試驗(yàn)，彈翼加載安全、方便，有效降低工人勞動強(qiáng)度，提高試驗(yàn)安全性，能夠很好地模擬彈翼的真實(shí)載荷。該加載試驗(yàn)方法能廣泛應(yīng)用于類似型號彈翼聯(lián)合展開試驗(yàn)，對同類產(chǎn)品的設(shè)計(jì)有一定指導(dǎo)意義。