一种新型弹翼加载试验方法研究

2014-04-21靳向往李先聚李世忠王俊红

机械工程师 2014年2期

靳向往，李先聚，李世忠，王俊红

（中国航天科工集团第六研究院四十一所，呼和浩特 010010）

0 引言

目前，各类机载导弹的发展趋势为射程更远、体积更小、精度更高。小体积要求必须对导弹采用小型化设计以避免占用过大的载机空间，远距离攻击则要求弹体加装高升力滑翔翼以提高炸弹射程。为解决两者之间的矛盾，必须采用可折叠弹翼。折叠翼能缩小导弹和发射装置的尺寸，节省储运空间，便于箱式贮装、运输和发射，增加车辆、舰艇或飞机的运载能力，提高战斗力。弹体在飞行过程中弹翼受载情况复杂，主要受弹体姿态、气流方向、飞行高度、飞行速度诸多因素影响，弹翼展开机构在研制过程中必须进行综合模拟联合展开试验。在折叠翼的展开过程中，不但要求导弹能按要求展开，而且还对翼面展开到位的瞬时角速度、角加速度等有一定的要求，以保证不因冲击过载太大而对弹体产生不利影响，因此弹翼加载方式的确定对武器型号研制具有重要意义。

1 弹翼加载试验方法研究

常见的弹翼加载方法有两种，一种是在弹翼上方施加法向拉力，如图1所示，一种是在弹翼下方施加法向支撑力，如图2所示。弹翼展开过程中随展开角度的变化弹翼展开阻力也是变化的，但这两种加载方式都是在弹翼上加载展开过程中最大的恒定载荷，以保证弹翼真实飞行状态正常展开，加载值偏大，弹翼展开到位对弹体的冲击偏大。若减小弹翼加载值，又不能保证弹翼可靠展开。为此需对弹翼加载方法进行改进，保证所加载荷和展开阻力相近，这样既能保证弹翼可靠的展开,又能保证弹翼展开到位对弹体冲击较小。

图1 弹翼上方施加法向力

图2 弹翼下方施加支撑力

2 新型弹翼加载方法设计

为实现弹翼展开过程载荷变化的特点，设计弹翼加载装置下端四路与弹翼前、后翼连接随动，上端四路与滑块连接。试验前预加载荷，在弹翼展开过程中实现规定的法向加载。弹翼展开过程中上加载点与下加载点相互运动使加载点间距离发生变化，从而施加规定加载载荷。

2.1 确定加载载荷

表1 弹翼展开试验翼面载荷量级表

弹翼载荷条件根据弹翼展开过程中所受的气动力确定。实际翼面气动载荷为变化载荷，试验加载装置不可能完全模拟气动载荷的变化趋势，根据试验加载系统特点设计线性变化的加载载荷，弹翼展开的试验加载载荷量级如表1所示。

弹翼加载载荷与气动计算展开载荷对比如图3所示，加载载荷能够很好地模拟气动计算载荷。

2.2 加载装置设计

弹翼前端锁定状态及弹翼展开状态如图4所示。加载装置如图5所示，加载力的变化通过弹簧来实现。

弹翼锁定状态前翼两加载点间距离799mm，后翼819 mm，展开后前翼824mm，后翼828mm。弹翼展开过程中前翼载荷变化800 N，最大载荷2 000 N，后翼载荷变化200 N，最大载荷600 N。经计算前翼弹簧刚度为32 N/mm，中径40mm，弹簧材料直径8mm，圈数为20圈，后翼弹簧刚度为22 N/mm，中径28 mm，弹簧材料直径4.5 mm，圈数为8圈。