目的
滑轨试验是一种地面动态模拟试验,是用特殊的运载工具在专用的轨道上按设计速度滑行。模拟飞行器的速度、加速度、冲击、振动和各种气动力效应等特殊环境。用来研究或检验某些航空航天产品或部件的工作程序、工作性能等。目前所用运载工具的动力为火箭发动机.所以一般称为火箭滑轨试验(Rocket sled Test)。也有的称为火箭滑橇试验。
滑轨试验可进行气动力研究.结构和材料试验、冲击碰撞试验.救生系统试验、航空医学试验、引信试验、制导试验、颤振试验、雨蚀试验等。弹射救生试验目前是我们滑轨试验场的主要任务。2
试验场举例在国外,仅美国就有霍洛曼、哈尼肯等滑轨试验场.现以霍洛曼滑轨试验场为例简介如下。
设备据不完全统计,在霍洛曼滑轨试验场摄影设备有:16mmBell&Howell相机、Traid200、Traid 500,Milikan DBM-4,DBM-5 71 6mm Milchell、Fastax、PhotoSonic IB、IC、4B、4C、Eastman相机、Fairchill相机、HS-1 00、HS-101相机,Wollensak Fastair FA-k.Hulcher 70mm等。
测试能力能完成如下试验的摄影测试:导弹系统的雷达天线罩试验、陀螺稳定机构和战斗部引信装置的试验,雨蚀试验,与不同介质的碰撞试验.降落伞试验.全尺寸尾翼颤动试验。弹射救生试验。
能测试的参数有:
(1)s—t曲线.v—t典线。
(2) 碰撞时(弹着时)试验件的速度。
(3) 触靶时间。
(4) 减速速度。
(5)爆炸时间。
(6) 碎片数量。
(7)穿透深度(软靶时)。
(8)颤振频率和数值。
(9)座椅和假人的加速度。
(10)座椅和假人的气动稳定性。
(11) 座椅和舱盖初始弹道的工程监视。
(12) 降落伞开伞技术的工程监视。
(13)超音速滑橇和榴弹炮发射体之间的拦截速度差。
(14)工程监视火箭发动机在受到纵向或横向加速情况下的火焰图和燃烧特性。2
试验场高速摄影测试特点(1)照度条件变化复杂。
滑轨试验中高速摄影测试主要用室外自然光。目标与相机有一定的距离。大气、地物地貌、太阳位置等影响拍摄曝光乃至测试布局。随着测试参数的变化,将会引入人造光源。
(2)目标尺寸差异大。
不仅要拍摄大到8米的滑车、而且需要拍摄座椅的某一部件。摄影机的使用受到限制。
(3)测试范围大。
以弹射救生试验中比较简单的单联试验来说.得考虑所拍摄弹道范围为150米×800米。
(4)目标运动方向突变。
弹射救生试验一般有两个方向的运动。一是运载车在滑轨上的运动;二是一定时刻试验件向上的运动。由于一些因素的影响。第二种运动发生的时间和位置有一较大的范围。因此第二种运动(有时有四个这种运动)出现时目标的捕捉是滑轨试验摄影测试的关键问题。
(5)待测参数多且杂。
测试方法变化多。滑轨试验要求摄影测试获取上述的三类参数的测试,这些参数有不同的表现形式。随着试验类型、测试范围、测试参数的不同,测试方法及布局不同。摄影测试布局如何在满足精度要求的基础上.以合理、科学的方式获取这些参数是滑轨试验场中摄影测试研究的主要课题。2
试验阶段火箭滑车试验一般经过启动加速段、稳定段、制动段三个工作阶段。启动加速段是为了获得必要的试验速度。达到试验速度后应使火箭滑车速度稳定在一定范围内(即稳定段),一般试验均在稳定段内进行。试验完毕后火箭滑车进入制动段,刹车减速直到完全停下来。
火箭滑车上可以试验救生设备的各主要部件,如降落伞试验、座舱盖抛放试验、座椅弹射试验、弹射过载试验、气流吹袭试验及座椅稳定性试验等。在试验中,为了测量和记录试验结果,使用了各种自动记录仪、遥测设备和自动摄影装置。这些设备,有的安装在火箭滑车上或被试验的对象上,有的放置在地面上。它们能精确测出火箭车的速度、加速度(包括制动过裁);弹射座椅及降落伞系统所受的力和变形;弹射座椅的速度、运动轨迹及姿态变化。进行生物试验时,还可以测量有关的生理数据。
火箭车降落伞试验主要是拖曳试验,当火箭滑车达到预定速度时,伞舱打开,引导伞拉出受试降落伞在高速气流中试验。这种拖曳试验可以达到超声速,适于高强度大速度下的降落伞的试验。
火箭滑车抛盖试验和弹射试验是弹射救生设备高速地面试验。此时,火箭滑车的试验舱应具有与真实飞机座舱相同的外形和主要尺寸,座舱在轨道上要有足够的高度,以减小地面效应和火箭喷流的影响。在有乘员的试验中应使用具有典型飞行员重量和重心的人作假人,其四肢也应能活动。火箭滑车试验可以鉴定弹射救生系统的工作性能,评价各子系统的工作情况,同时能评价弹射救生是否满足生理耐限要求,还可以检验数学模型或计算机程序的正确性。1