一种用于拦阻钩重复试验的试验装置及试验方法

1.本发明涉及舰载机拦阻钩试验领域，尤其涉及舰载机拦阻钩耐久性试验装置及试验方法。


背景技术：

2.拦阻钩是一种安装在舰载机尾部的拦阻装置，其作用是使高速飞行的舰载机在舰船甲板上顺利着舰。为保证拦阻钩具有可控的使用寿命以及使用，通常需要拦阻钩进行进行各项载荷测试，现有的测试设备主要分为三个方面：
3.一是如公开号为cn110243564a，名为拦阻钩挂索冲击载荷测试试验装置及试验方法的中国发明专利申请，其公开了一种可以解决现有技术中舰载飞机着舰过程中拦阻钩挂索冲击动态响应难以获取问题的试验设备，该设备在使用时需要先将拦阻钩进行提升，然后在保持钢索旋转的同时，下放拦阻钩，使得拦阻钩与钢索啮合，最终获取到拦阻钩受到的多向冲击载荷，然而，此类设备虽然能够解决其记载的技术问题，但由于其中钢索夹具直接与钢索的端头处铰接，并且铰接轴垂直于旋转中心，故在铰接位置极易发生断裂，从而在多次试验过程中导致试验成本和试验准备时间的增加。
4.二是如公开号为cn 105181287a，名为模拟拦阻钩撞击甲板的试验装置及试验方法的中国发明专利申请，其公开了一种可以有效地解决舰载飞机着舰过程中拦阻钩撞击甲板的动态响应难以获取问题的试验设备，该设备在使用时同样需要先将拦阻钩进行提升，然后在保持碰撞盘旋转的同时，下放拦阻钩，使得拦阻钩撞击碰撞盘，最终来模拟拦阻钩撞击甲板的过程，然而，此类设备虽然能够解决其记载的技术问题，但此类设备在重复试验时，需要将转动惯量极大的碰撞盘停机，然后在提升拦阻钩之后，再启动碰撞盘，这一过程不仅能耗极大，所需的准备时间也极长。
5.三是对拦阻钩进行不同方向上的拉伸疲劳试验，传统的试验设备通常需要反复拆装拦阻钩，以实现对拦阻钩换向的目的，同样也会具有操作不便、准备时间长的缺陷。


技术实现要素：

6.本发明针对以上问题，提出了一种操作方便、使用便捷的用于拦阻钩重复试验的试验装置，通过自由落体、旋转运动等方法模拟舰载机拦阻钩着舰时的受载情况，可以按照拦阻钩设计载荷谱进行重复多次的试验，从而验证所设计拦阻钩的动态耐久性情况，为拦阻钩设计和制造提供有效的地面试验参数。
7.本发明的技术方案为：所述试验装置包括试验台架2、提升系统1、脱钩器3、吊篮4以及缓冲器6，所述试验台架2中具有竖直导轨，所述提升系统1设在所述竖直导轨的上方，所述吊篮4则滑动连接在竖直导轨上，所述脱钩器3则连接在所述提升系统1的输出端，拦阻钩5安装在吊篮4上，并且与所述脱钩器3可拆卸的相连接，所述拦阻钩5包括钩头31以及一对钩臂32，钩臂的根部通过钩臂安装夹具安装在吊篮4上，所述缓冲器6竖直设置在所述吊篮4的下方，并且与试验台架2固定相连；
8.在所述试验台架2一旁设置转盘碰撞子系统和转索拦阻子系统快速切换的系统，两个子系统位于同一个转换台30上可实现快速切换，从而分别对所述拦阻钩5进行碰撞试验、挂索试验；
9.所述转盘碰撞系统包括碰撞系统7以及防磨损系统，所述碰撞系统7包括转盘电机8、转盘12以及底座10，使用时将所述底座10切换至拦阻钩5的下方，所述转盘12可旋转的安装在所述底座10上，所述转盘电机8的壳体固定连接在底座10上，并且转盘电机8的输出轴与转盘12相连接，通过转盘电机8驱动转盘12旋转；
10.所述防磨损系统包括钩头弹跳台15、铝制接触头14、液压缸16以及支撑底座17，所述钩头弹跳台15和支撑底座17分别固定布置在底座10的前后两侧，所述液压缸16倾斜布置，所述液压缸16的底端固定连接在支撑底座17上，并且液压缸16的顶端与所述铝制接触头14相连接；这样，当拦阻钩及吊篮从脱钩器离开时，将下落并撞击不断旋转的转盘，以此来模拟拦阻钩撞击甲板的过程，撞击发生后，随着拦阻钩及吊篮的继续下行，拦阻钩的钩头将在弹跳之后落在钩头弹跳台15上，等待下一次试验；特别的是，本案在进行下一次试验时无需停止转盘，而是需要控制液压缸向上伸长，从而使得铝制接触头14斜向上伸至转盘上方；此后，再将脱钩器结合吊篮，并提升脱钩器，这样，拦阻钩在上行过程中将不再会出现与转盘干涉的情况，实现了不停机也可反复试验的目的，有效缩减了碰撞试验时的试验准备时间。
11.所述转索拦阻系统包括转索台架19、转轴23、带转电机27以及索24，使用时将所述转索台架19切换至拦阻钩5的下方，所述转轴23的两端可旋转的安装在所述转索台架19上，所述带转电机27的壳体固定连接在转索台架19一旁，并且带转电机27的输出轴与转轴23相连接，通过带转电机27驱动转轴23旋转；
12.所述索24的两端固定连接有锁套22，在所述转轴23上则固定连接有转索支撑21，所述转索支撑21中开设有与锁套22适配的容置槽，并且在容置槽中设有定位销，所述锁套22插入容置槽后通过定位销锁止；这样，相较于现有技术的连接方式，本案将锁套22先插入转索支撑21后再锁止定位，从而避免了单一的铰接关系而带来的稳定性差、寿命断以及易断裂的问题。使用时，需通过带转电机27驱动转轴23使索保持旋转，从而在拦阻钩下落之后进行挂索试验，由于本案中的转索拦阻系统的使用寿命远大于现有技术，故相较于现有技术本案具有着使用成本低、试验准备时间短的优点。在保证绳索使用效率的情况下，减少了钢索的换装时间；并且最大限度的利用了钢索的强度，钢索运转达上百次，大大节省了挂索耐久性的时间成本和材料成本。
13.进一步的，所述转换台30包括地坑滑轨以及切换作动缸，所述转盘碰撞子系统中的底座10以及转索拦阻子系统中的转索台架19固定相连，并且二者都滑动连接在地坑滑轨上，所述切换作动缸的缸体固定布置在切换导轨的一端，并且切换作动缸的输出端固定连接所述底座10。
14.进一步的，所述底座10上固定安装有转盘轴承11，所述转盘12的中心安装在转盘轴承11上，另外在所述底座10上还安装有多个万向球轴承13，所述万向球轴承13的顶端与转盘12的底面相接触。从而保障转盘的顺利运行，并且在模拟撞击发生时给转盘提供稳定的支撑，从而减小转盘挠度带来的试验误差。
15.所述转盘电机8竖直设置在转盘12一旁，并且转盘电机8的输出轴通过皮带9连接
转盘12。
16.所述转盘碰撞系统还包括布置在底座10和转盘12之间的液压刹车18，所述液压刹车18包括液压推杆、传动拉索、刹车推杆和刹车皮，所述液压推杆固定连接在底座10上，所述刹车推杆竖直布置，并且其中部与底座10铰接，所述刹车推杆的顶端与刹车皮固定相连，并且刹车皮与转盘12的高度一致，所述传动拉索的两端分别固定连接所述液压推杆的活塞杆以及刹车推杆的底端。这样，通过液压推杆拉拽刹车推杆的底端远离转盘所在的位置，即可带动刹车皮压在转盘上，从而刹停转盘。具体来说，由于转盘模拟舰载机甲板，因此具有一定的重量，电机停转后高速转盘由于惯性作用依旧高速运转，需要特定的刹车装置来停止转盘运转。电机急停包含于控制系统中，刹车装置是为转盘定制的刹车片安装与杠杆机构上，通过液压缸拉连接钢丝绳从而使得刹车片被压紧在转盘上，使转盘停转。
17.进一步的，所述带转电机27的轴心平行于转轴23的轴心设置，所述转轴23的端头连接有离合器25，所述带转电机27的输出轴和离合器25通过转索皮带26保持联动。
18.拦阻钩重复试验方法为：将拦阻钩着舰参数随机分布，所述着舰参数包括航向速度和下沉速度，将大量的参数切割成等量随机小块，并保证极限工况均布：
19.在matlab中，将n个工况均分为n个随机小块，每个工况包含一个航向速度值和一个下沉速度值，每个随机小块包含n/n次，首先判断极限工况数m和均分n的大小，若2n》m》n，先将n个工况减去m个工况，再减(2n-m)个工况，并将剩下的(n-2n)个工况随机分布到n小块，然后将先前筛选出来的m工况和m-n个工况依次加入到n个小块中，若m《n，先将n个工况减去n个工况，并将剩下的(n-n)个工况随机分布到n小块，然后将先前筛选出来的n个工况依次加入到n个小块中，小块中参数再次随机，最终获得了等量随机的n个参数小块，再按照n个参数小块，交替进行n/n次的拦阻钩触舰碰撞试验以及n/n次的挂索撞击试验；两个系统均以电脑控制，随机小块中的参数依次进行试验，完成多次随机的循环。
20.拦阻钩触舰碰撞试验包括以下步骤：
21.a1、吊篮被脱钩器夹持提升到达预定高度后停止；
22.a2、转盘开始转动达到指定转速；
23.a3、脱钩器放开，拦阻钩触转盘弹跳；
24.a4、防磨损系统中的液压缸伸长撑起拦阻钩；
25.a5、提升系统下放脱钩器，并在接触吊篮后闭合脱钩器；
26.a6、提升系统提升拦阻钩至离开转盘预设高度，防磨损系统中的液压缸收缩至最短位置；
27.a7、提升系统提升吊篮至下一个指定高度。
28.拦阻钩挂索撞击试验包括以下步骤：
29.b1、吊篮被脱钩器夹持提升到达预定高度后停止；
30.b2、转索开始转动并通过转速传感器反馈达到指定转速；
31.b3、脱钩器放开，转索系统离合器脱开，拦阻钩系统挂索撞击；
32.b4、提升系统下放脱钩器，并在接触吊篮后闭合脱钩器；
33.b5、提升系统提升吊篮至下一个指定高度。
34.拦阻钩触舰碰撞试验以及挂索撞击试验切换时包括以下步骤：
35.c1、停止一切转盘系统和挂索系统的电机运转；
36.c2、吊篮提升至安全高度，通过切换作动缸拉伸地坑滑轨上的转盘碰撞系统、转索拦阻系统，从而实现转盘碰撞系统、转索拦阻系统的快速切换。
37.本发明在提出了转盘碰撞系统、转索拦阻系统，在需要进行碰撞试验、挂索试验时，可进行快速切换，其具有以下优点：
38.一、本案中由于在转盘碰撞系统增加了防磨损系统，可以撞击发生后进行下一次试验时，无需停止转盘，而是通过控制液压缸向上伸长，使得铝制接触头斜向上伸至转盘上方；此后，再将脱钩器结合吊篮，并提升脱钩器，这样，拦阻钩在上行过程中将不再会出现与转盘干涉的情况，实现了不停机也可反复试验的目的，有效缩减了碰撞试验时的试验准备时间。
39.二、本案的转索拦阻系统将索套先插入转索支撑后再锁止定位，从而避免了单一的铰接关系而带来的稳定性差、寿命断以及易断裂的问题，本案中的转索拦阻系统的使用寿命远大于现有技术，故相较于现有技术本案具有着使用成本低、试验准备时间短的优点。在保证绳索使用效率的情况下，减少了钢索的换装时间；并且最大限度的利用了钢索的强度，钢索运转达上百次，大大节省了挂索耐久性的时间成本和材料成本。
40.结合以上几点，本发明从整体上实现了可以反复试验的目的，并且反复试验过程中无需进行较长时间的等待，大幅提升了试验效率、降低了试验的能耗成本，提升了操作便利性。
附图说明
41.图1是本案进行碰撞试验时的结构示意图，
42.图2是图1的立体图，
43.图3是本案中转盘碰撞系统的结构示意图，
44.图4是本案中转盘的结构示意图，
45.图5是本案中转索拦阻系统的结构示意图，
46.图6是本案中两种系统切换底座示意图，
47.图7是转盘碰撞系统工作流程图；
48.图8是转索拦阻系统工作流程图；
49.图中1-提升系统、2-试验台架、3-脱钩器、4-吊篮、5-拦阻钩、6-缓冲器、7-碰撞系统、8-转盘电机、9-皮带、10-底座、11-转盘轴承、12-转盘、13-万向球轴承、14-撑杆铝头、15-钩头弹跳台、16-液压缸、17-支撑底座、18-液压刹车、19-转索台架、20-转索轴承、21-转索支撑、22-索套、23-转轴、24-索、25-离合器、26-转索皮带、27-带转电机、28-切换作动缸、29-地坑滑轨、30-承载平台。
具体实施方式
50.为能清楚说明本专利的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本专利进行详细阐述。
51.本发明如图1-6所示，设计了一种可以模拟舰载机每次从开始与航空母舰接触直到舰载机被拦阻系统拦停在舰面上这一过程中舰载机的拦阻钩所有的动态情况，并可以重复的试验流程。舰载机成功着舰的过程中，拦阻钩先撞击舰船甲板并发生弹跳；拦阻钩弹跳
过程中或者被拦阻钩缓冲器压住使其接触舰船甲板上后，拦阻钩与拦阻索撞击，从而拦阻钩挂上拦阻索；拦阻钩成功挂上拦阻索后，拦阻系统阻拦舰载机前进，使其停止在舰船上。整个过程中拦阻钩的受力和运动情况可以分为三个阶段：拦阻钩触舰碰撞，拦阻钩挂索撞击和拦阻钩传力拦停舰载机。而拦阻钩着舰碰撞试验台通过吊篮在台架上的自由落体模拟舰载机拦阻钩在碰撞反弹前拦阻钩的下沉速度，通过碰撞转盘系统中转盘的切向速度模拟舰载机拦阻钩在碰撞反弹前的航向速度，其中多次反复的耐久性试验中，每次的下沉速度和航行速度等参数均可改变；拦阻钩挂索撞击试验台中同样通过吊篮的自由落体模拟舰载机拦阻钩在挂索撞击前的下沉速度，通过挂索转台系统模拟舰载机拦阻钩在挂索撞击前的航向速度，其中多次反复的耐久性试验中，每次的下沉速度和航行速度等参数均可改变。
52.具体来说：
53.所述试验装置包括试验台架2、提升系统1、脱钩器3、吊篮4以及缓冲器6，所述试验台架2中具有竖直导轨，所述提升系统1设在所述竖直导轨的上方，所述吊篮4则滑动连接在竖直导轨上，所述脱钩器3则连接在所述提升系统1的输出端，拦阻钩5安装在吊篮4上，并且与所述脱钩器3可拆卸的相连接，所述拦阻钩5包括钩头31以及一对钩臂32，钩臂的根部通过钩臂安装夹具安装在吊篮4上，所述缓冲器6竖直设置在所述吊篮4的下方，并且与试验台架2固定相连；
54.在所述试验台架2包含转盘碰撞子系统和转索拦阻子系统快速切换的系统，两个子系统位于同一个转换台上30可实现快速切换，从而分别对所述拦阻钩5进行碰撞试验、挂索试验；两个系统位于试验台架前的地坑中，安装在承载试验台30上，承载试验台下布置有地坑滑轨28，通过切换作动缸28的伸缩可以实现两个系统的切换。
55.上述中，通过拦阻钩下落来模拟着舰时的拦阻钩下落时的下沉速度，通过转盘来模拟拦阻钩下落触舰时的航向速度；通过转索时最高点的切向速度来模拟拦阻钩下落挂索时的航向速度；通过转轴的高速旋转提供一个高速线速度，从而使得拦阻钩与钢索啮合时达到一个着舰模拟试验的速度。
56.如图1-4所示，在拦阻钩着舰碰撞进行过程中，拦阻钩的垂向降落模拟舰载机拦阻钩在着舰碰撞前拦阻钩的下沉速度，通过拦阻钩与甲板的碰撞，活动拦阻钩碰撞后的力学性能和运动状态，一个模拟甲板的转盘平台很关键。普通的转盘由于中心轴承的间隙、转盘弯曲刚度转盘重量等问题，很难模拟真实的舰船甲板刚度。特别的，本案在转盘的底部布置了8个万向球轴承，在转盘转动时，球轴承与转盘底部有微小间隙，不影响转盘转动，若间隙消失，球轴承还可以与转盘同时转动，摩擦力极小。而在拦阻钩下落撞击过程中，球轴承能承受垂向3.5吨的撞击，保证转盘的垂向刚度，模拟了拦阻钩撞击舰船甲板的真实过程。
57.所述转盘碰撞系统包括碰撞系统7以及防磨损系统，所述碰撞系统7包括转盘电机8、转盘12以及底座10，使用时将所述底座10固定布置在拦阻钩5的下方，所述转盘12可旋转的安装在所述底座10上，所述转盘电机8的壳体固定连接在底座10上，并且转盘电机8的输出轴与转盘12相连接，通过转盘电机8驱动转盘12旋转；
58.所述防磨损系统包括钩头弹跳台15、铝制接触头14、液压缸16以及支撑底座17，所述钩头弹跳台15和支撑底座17分别固定布置在底座10的前后两侧，所述液压缸16倾斜布置，所述液压缸16的底端固定连接在支撑底座17上，并且液压缸16的顶端与所述铝制接触头14相连接；
59.试验过程中，拦阻钩下落撞击转盘后在转盘上发生碰撞反弹，弹跳至钩头弹跳台上，拦阻钩保持静止，而转盘保持高速旋转，如果这时候抬升拦阻钩，拦阻钩会与转盘发生严重摩擦，影响拦阻钩和试验台架的寿命，因此设计了带角度的斜撑杆，将拦阻钩微微顶起。这时在抬升拦阻钩，拦阻钩会在光滑的接触装置上滑动，拦阻钩被抬升至离开转盘一定高度后，撑杆回收，防止钩头勾住接触装置；
60.这样，当拦阻钩及吊篮从脱钩器离开时，将下落并撞击不断旋转的转盘，以此来模拟拦阻钩撞击甲板的过程，撞击发生后，随着拦阻钩及吊篮的继续下行，拦阻钩的钩头将在弹跳之后落在钩头弹跳台15上，等待下一次试验；特别的是，本案在进行下一次试验时无需停止转盘，而是需要控制液压缸向上伸长，从而使得铝制接触头14斜向上伸至转盘上方；此后，再将脱钩器结合吊篮，并提升脱钩器，这样，拦阻钩在上行过程中将不再会出现与转盘干涉的情况，实现了不停机也可反复试验的目的，有效缩减了碰撞试验时的试验准备时间。
61.如图5所示，拦阻钩挂索撞击试验台，模拟了拦阻钩撞击拦阻索瞬间的撞击情况，研究了拦阻钩和拦阻索的动力学情况，但由于钢丝绳和钢丝绳绳套由于特殊的制造工艺和材料，使得钢丝绳绳套受冲击时极易断裂，基本只能使用5-10次试验，绳套就会断裂。这造成了极大的经济损失和安全隐患。本案中设计了特殊的转索支撑，将钢丝绳绳套连接部分安装在转索支撑中，补强了钢丝绳的绳套强度，使得挂索撞击中使用的钢丝绳的使用次数提高到了150次左右。极大的降低了试验经济和时间成本，降低了安全隐患。
62.所述转索拦阻系统包括转索台架19、转轴23、带转电机27以及索24，使用时将所述转索台架19固定布置在拦阻钩5的下方，所述转轴23的两端可旋转的安装在所述转索台架19上，所述带转电机27的壳体固定连接在转索台架19一旁，并且带转电机27的输出轴与转轴23相连接，通过带转电机27驱动转轴23旋转；
63.所述索24的两端固定连接有锁套22，在所述转轴23上则固定连接有转索支撑21，所述转索支撑21中开设有与锁套22适配的容置槽，并且在容置槽中设有定位销，所述锁套22插入容置槽后通过定位销锁止；这样，相较于现有技术的连接方式，本案将锁套22先插入转索支撑21后再锁止定位，从而避免了单一的铰接关系而带来的稳定性差、寿命断以及易断裂的问题。使用时，需通过带转电机27驱动转轴23使索保持旋转，从而在拦阻钩下落之后进行挂索试验，由于本案中的转索拦阻系统的使用寿命远大于现有技术，故相较于现有技术本案具有着使用成本低、试验准备时间短的优点。在保证绳索使用效率的情况下，减少了钢索的换装时间；并且最大限度的利用了钢索的强度，钢索运转达上百次，大大节省了挂索耐久性的时间成本和材料成本。
64.进一步的，所述底座10上固定安装有转盘轴承11，所述转盘12的中心安装在转盘轴承11上，另外在所述底座10上还安装有多个万向球轴承13，所述万向球轴承13的顶端与转盘12的底面相接触。从而保障转盘的顺利运行，并且在模拟撞击发生时给转盘提供稳定的支撑。
65.所述转盘电机8竖直设置在转盘12一旁，并且转盘电机8的输出轴通过皮带9连接转盘12。
66.所述转盘碰撞系统还包括布置在底座10和转盘12之间的液压刹车18，所述液压刹车18包括液压推杆、传动拉索、刹车推杆和刹车皮，所述液压推杆固定连接在底座10上，所述刹车推杆竖直布置，并且其中部与底座10铰接，所述刹车推杆的顶端与刹车皮固定相连，
并且刹车皮与转盘12的高度一致，所述传动拉索的两端分别固定连接所述液压推杆的活塞杆以及刹车推杆的底端。这样，通过液压推杆拉拽刹车推杆的底端远离转盘所在的位置，即可带动刹车皮压在转盘上，从而刹停转盘。具体来说，由于转盘模拟舰载机甲板，因此具有一定的重量，电机停转后高速转盘由于惯性作用依旧高速运转，需要特定的刹车装置来停止转盘运转。电机急停包含于控制系统中，刹车装置是为转盘定制的刹车片安装与杠杆机构上，通过液压缸拉连接钢丝绳从而使得刹车片被压紧在转盘上，使转盘停转。
67.进一步的，所述带转电机27的轴心平行于转轴23的轴心设置，所述转轴23的端头连接有离合器25，所述带转电机27的输出轴和离合器25通过转索皮带26保持联动。
68.耐久性试验需要多次重复实验来验证拦阻钩的耐久性。拦阻钩在服役过程中，不断重复拦阻钩触舰碰撞、挂索撞击的过程，并且参数会不断随机变化，为了保证真实的拦阻钩服役情况，将拦阻钩着舰参数随机分布，所述着舰参数包括航向速度和下沉速度，将大量的参数切割成等量随机小块，并保证极限工况均布：
69.在matlab中，将n个工况均分为n个随机小块，每个工况包含一个航向速度值和一个下沉速度值，每个随机小块包含n/n次，首先判断极限工况数m和均分n的大小，若2n》m》n，先将n个工况减去m个工况，再减(2n-m)个工况，并将剩下的(n-2n)个工况随机分布到n小块，然后将先前筛选出来的m工况和m-n个工况依次加入到n个小块中，若m《n，先将n个工况减去n个工况，并将剩下的(n-n)个工况随机分布到n小块，然后将先前筛选出来的n个工况依次加入到n个小块中，小块中参数再次随机，最终获得了等量随机的n个参数小块，再按照n个参数小块，交替进行n/n次的拦阻钩触舰碰撞试验以及n/n次的挂索撞击试验；两个系统均以电脑控制，随机小块中的参数依次进行试验，完成多次随机的循环。
70.拦阻钩触舰碰撞试验包括以下步骤：
71.a1、吊篮被脱钩器夹持提升到达位移传感器反馈的预定高度后停止；
72.a2、转盘开始转动并通过转速传感器反馈达到指定转速；
73.a3、脱钩器放开，拦阻钩系统触舰弹跳；
74.a4、撑杆光电传感器检测到拦阻钩，拦阻钩撑杆前撑固定距离撑起拦阻钩；
75.a5、提升系统下放脱钩器，并通过光电传感器检测到吊篮时，停止下放，5s后自动闭合脱钩器；
76.a6、提升系统提升拦阻钩至离开转盘预设高度，撑杆收缩至最短位置(不影响拦阻钩下落撞击转盘，以及拦阻钩上升)；
77.a7、提升系统提升吊篮至下一个指定高度。
78.拦阻钩挂索撞击试验包括以下步骤：
79.b1、吊篮被脱钩器夹持提升到达位移传感器反馈的预定高度后停止；
80.b2、转索开始转动并通过转速传感器反馈达到指定转速；
81.b3、脱钩器放开，转索系统离合器脱开，拦阻钩系统挂索撞击；
82.b4、提升系统下放脱钩器，并通过光电传感器检测到吊篮时，停止下放，5s后自动闭合脱钩器；
83.b5、提升系统提升吊篮至下一个指定高度。
84.拦阻钩触舰碰撞试验以及挂索撞击试验切换时包括以下步骤：
85.c1、停止一切转盘系统和挂索系统的电机运转；
86.c2、吊篮提升至安全高度，通过切换作动缸拉伸地坑滑轨上的承载试验台，从而作动碰撞系统和挂索系统的快速切换。
87.本发明具体实施途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种用于拦阻钩重复试验的试验装置，所述试验装置包括试验台架(2)、提升系统(1)、脱钩器(3)、吊篮(4)以及缓冲器(6)，所述试验台架(2)中具有竖直导轨，所述提升系统(1)设在所述竖直导轨的上方，所述吊篮(4)则滑动连接在竖直导轨上，所述脱钩器(3)则连接在所述提升系统(1)的输出端，拦阻钩(5)安装在吊篮(4)上，所述脱钩器(3)可通过开闭完成与吊篮的连接和断开，所述缓冲器(6)竖直设置在所述吊篮(4)的下方，并且与试验台架(2)固定相连；在所述试验台架(2)一旁设置转盘碰撞子系统和转索拦阻子系统，两个子系统位于同一个转换台(30)上可实现快速切换，从而分别对所述拦阻钩(5)进行碰撞试验、挂索试验；所述转盘碰撞系统包括碰撞系统(7)以及防磨损系统，所述碰撞系统(7)包括转盘电机(8)、转盘(12)以及底座(10)，使用时将所述底座(10)切换至拦阻钩(5)的下方，所述转盘(12)可旋转的安装在所述底座(10)上，所述转盘电机(8)的壳体固定连接在底座(10)上，并且转盘电机(8)的输出轴与转盘(12)相连接，通过转盘电机(8)驱动转盘(12)旋转；所述防磨损系统包括钩头弹跳台(15)、铝制接触头(14)、液压缸(16)以及支撑底座(17)，所述钩头弹跳台(15)和支撑底座(17)分别固定布置在底座(10)的前后两侧，所述液压缸(16)倾斜布置，所述液压缸(16)的底端固定连接在支撑底座(17)上，并且液压缸(16)的顶端与所述铝制接触头(14)相连接；所述转索拦阻系统包括转索台架(19)、转轴(23)、带转电机(27)以及索(24)，使用时将所述转索台架(19)切换至拦阻钩(5)的下方，所述转轴(23)的两端可旋转的安装在所述转索台架(19)上，所述带转电机(27)的壳体固定连接在转索台架(19)一旁，并且带转电机(27)的输出轴与转轴(23)相连接，通过带转电机(27)驱动转轴(23)旋转；所述索(24)的两端固定连接有索套(22)，在所述转轴(23)上则固定连接有转索支撑(21)，所述转索支撑(21)中开设有与索套(22)适配的容置槽，并且在容置槽中设有定位销，所述索套(22)插入容置槽后通过定位销锁止。2.根据权利要求1所述的一种用于拦阻钩重复试验的试验装置，其特征在于，所述转换台(30)包括地坑滑轨以及切换作动缸，所述转盘碰撞子系统中的底座(10)以及转索拦阻子系统中的转索台架(19)固定相连，并且二者都滑动连接在地坑滑轨上，所述切换作动缸的缸体固定布置在切换导轨的一端，并且切换作动缸的输出端固定连接所述底座(10)。3.根据权利要求1所述的一种用于拦阻钩重复试验的试验装置，其特征在于，所述底座(10)上固定安装有转盘轴承(11)，所述转盘(12)的中心安装在转盘轴承(11)上，另外在所述底座(10)上还安装有多个万向球轴承(13)，所述万向球轴承(13)的顶端与转盘(12)的底面相接触。所述的万向球轴承(13)集中布置在转盘碰撞点的下方，从而减少转盘挠度给碰撞带来的误差。4.根据权利要求1所述的一种用于拦阻钩重复试验的试验装置，其特征在于，所述带转电机(27)的轴心平行于转轴(23)的轴心设置，所述转轴(23)的端头连接有离合器(25)，所述带转电机(27)的输出轴和离合器(25)通过转索皮带(26)保持联动。5.一种基于权利要求1所述的试验装置的拦阻钩重复试验方法，其特征在于，将拦阻钩着舰参数随机分布，所述着舰参数包括航向速度和下沉速度，将大量的参数切割成等量随机小块，并保证极限工况均布：在matlab中，将n个工况均分为n个随机小块，每个工况包含一个航向速度值和一个下
沉速度值，每个随机小块包含n/n次，首先判断极限工况数m和均分n的大小，若2n>m>n，先将n个工况减去m个工况，再减(2n-m)个工况，并将剩下的(n-2n)个工况随机分布到n小块，然后将先前筛选出来的m工况和m-n个工况依次加入到n个小块中，若m<n，先将n个工况减去n个工况，并将剩下的(n-n)个工况随机分布到n小块，然后将先前筛选出来的n个工况依次加入到n个小块中，小块中参数再次随机，最终获得了等量随机的n个参数小块，再按照n个参数小块，交替进行n/n次的拦阻钩触舰碰撞试验以及n/n次的挂索撞击试验；两个系统均以电脑控制，随机小块中的参数依次进行试验，完成多次随机的循环。6.根据权利要求5所述的拦阻钩重复试验方法，其特征在于，拦阻钩触舰碰撞试验包括以下步骤：a1、吊篮被脱钩器夹持提升到达预定高度后停止；a2、转盘开始转动达到指定转速；a3、脱钩器放开，拦阻钩触转盘弹跳；a4、防磨损系统中的液压缸伸长撑起拦阻钩；a5、提升系统下放脱钩器，并在接触吊篮后闭合脱钩器；a6、提升系统提升拦阻钩至离开转盘预设高度，防磨损系统中的液压缸收缩至最短位置；a7、提升系统提升吊篮至下一个指定高度。7.根据权利要求5所述的拦阻钩重复试验方法，其特征在于，拦阻钩挂索撞击试验包括以下步骤：b1、吊篮被脱钩器夹持提升到达预定高度后停止；b2、转索开始转动并通过转速传感器反馈达到指定转速；b3、脱钩器放开，转索系统离合器脱开，拦阻钩系统挂索撞击；b4、提升系统下放脱钩器，并在接触吊篮后闭合脱钩器；b5、提升系统提升吊篮至下一个指定高度。8.根据权利要求5所述的拦阻钩重复试验方法，其特征在于，拦阻钩触舰碰撞试验以及挂索撞击试验切换时包括以下步骤：c1、停止一切转盘系统和挂索系统的电机运转；c2、吊篮提升至安全高度，通过切换作动缸拉伸地坑滑轨上的转盘碰撞系统、转索拦阻系统，从而实现转盘碰撞系统、转索拦阻系统的快速切换。

技术总结
本发明公开了一种用于拦阻钩重复试验的试验装置及试验方法，涉及舰载机拦阻钩试验领域。通过自由落体、旋转运动等方法模拟舰载机拦阻钩着舰时的受载情况，从而验证所设计拦阻钩的冲击动态耐久性情况，为拦阻钩设计和制造提供有效的地面试验参数。所述试验装置包括试验台架、提升系统、脱钩器、吊篮以及缓冲器；在所述试验台架一旁设置一个包含转盘碰撞子系统和转索拦阻子系统快速切换的系统，分别对所述拦阻钩进行碰撞试验、挂索试验。本发明从整体上实现了可以反复试验的目的，并且反复试验过程中无需进行较长时间的等待，大幅提升了试验效率、降低了试验的能耗成本，提升了操作便利性。利性。利性。


技术研发人员：彭一明 丁涛 李龙 魏小辉 聂宏
受保护的技术使用者：南京航空航天大学
技术研发日：2023.06.27
技术公布日：2023/10/5