飞行员弹射模拟器关键技术

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飞行员弹射模拟器关键技术

摘要:弹射模拟器是供飞行员在地面训练弹射离机感觉的模拟设备。从技术角度看,该模拟器的难点主要集中在既要满足载飞行员的座椅高速向上弹射,又要保证弹出后人的安全。该文对安全设计理念与关键技术作简要介绍。

关键词:弹射模拟器

该模拟器弹射过程中,能够使飞行人员感受一定的弹射的过载,通过训练消除对弹射的恐惧心理,为在紧要关头果断跳伞救生奠定可靠的基础。

模拟器简要工作过程为:当控制台提供的气动压力能进入座椅操纵系统实现联动,由飞行员拨出弹射手柄,座椅操纵系统工作,座椅沿训练器轨道高速上升。到达预定轨迹终端时,座椅开始减速,并在缓冲器的作用下,利用链轮锁定在链条上实现可靠悬停。弹射结束后,由控制台操控,链轮反向运动,飞行员乘座椅缓慢下滑降落至发射起始点。

其中涉及到弹射平台的设计、弹射动力的设计、高速缓冲的设计、悬挂和回收的设计,传感与控制的设计。每项设计对可靠性都有很高的要求。以下简要说明设计理念与技术方法。

1 弹射平台

模拟弹射器主体为钢架结构,刚性大,重心低,稳定性好。轨道架采用液压气缸升降,升降到位后,再增加个辅助支撑,增加主轨道的稳定性。为了增强真实性。采用国产通用新型航空座椅即配套的约束系统和弹射拉环。轨道由两根工字合金钢组成,轨道内侧铺设两根齿条,与座椅滑车上的齿轮相啮合,轨道外侧是滑道,与座椅滑车上的四组滑轮相配合,使滑车沿轨道上下灵活运动,每组滑道由三个滑轮组成,对滑车进行前后左右限位,并保证齿轮与齿条正确啮合,不致卡滞。主轨道采用液压缸升降,在升降到位后,将稳定支撑杆连接到底盘上,增加主轨道的稳定性。其外部结构见图一。

2 弹射动力

采用气体炮弹射。气体炮的压力采用双气瓶、双传感器控制方案。两个压力气瓶,其中一个作为主储存气瓶,一个为工作气瓶。

(1)主储存气瓶内为高压气瓶,不断向工作气瓶提供压力,最高压力是3MPa,,保证工作气瓶始终保持为弹射所需要的压力。

(2)第二个容器是工作气瓶,工作气瓶的压力为弹射所需要的压力,弹射方面,压力控制采用双容器、双压力控制,工作时,只有这个容器的压力参与弹射,第一个高压容器不参与,在控制上,在这个容器里我们安装有压力传感器,压力传感器控制电路。因此实现了弹射压力是可调控的,压力大小可以根据弹射需求进行设置。对于工作气瓶内的压力,我们采用双传感器控制,压力控制安全准确,可以确保工作气瓶内的压力始终处于弹射所需求的压力范围内。人对过载的承受能力不同,人的体重也不同,为了适合不同的训练者,我们采用气炮动力可调的设计(可以由舱体外的指挥员控制台来设定气压),即可以满足身体条件不同的飞行员的需求,比如,根据试验数据,70KG的人,压力为1MPa时,弹射高度1.71m;0.75MPa时,弹射高度是1.28mm; 0.65MPa时弹射高度是1m; 0.5MPa时,弹p通过一组转向链轮在轨道架上安装一根环行链条,该链条的旋转由轨道架上部的电机控制,电机不工作时,链条不能转动。座椅安装座通过一组链轮固定在链条上。座椅安装座上的链轮设置有超越离合器,只允许链轮沿弹射方向转动。弹射时,链条固定不动,座椅安装座上的链轮沿着链条高速旋转,带着座椅向上运动。当座椅上升停止后,由于超越离合器的作用,链轮无法反转,座椅就悬停在轨道上。

起动驱动电机,带动链条反向旋转,可以带动座椅向下滑动。控制电机的转速,就可控制座椅的下滑速度。

该方案的主要优点:

(1)链条为柔性结构,弹射时座椅运行过程中振动小,运行平稳。(2)可以通过张紧轮将链条始终压在住链轮上,可以确保座椅弹射过程中不会发生滑动现象,相对于齿轮齿条传动而言,安全性高。