牵引伞牵引力测试方法

◎航空航天中国科技信息2019年第14期·CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION Jul.2019DOI：10.3969/j.issn.1001- 8972.2019.14.013可实现度可替代度行业曲线linkappraisementindustry周 伟 封卫忠 曹煜国影响力真实度中国飞行试验研究院行业关联度周伟（1987－）男，工程师，主要从事飞机环控与空投空降试飞技术研究；封卫忠（1970－）男，高级工程师，主要从事飞机环控与空投空降试飞技术研究；曹煜国（1986－）男，工程师，主要从事飞机环控与空投空降试飞技术研究。牵引伞牵引力测试方法在进行牵引空投试飞过程中牵引力是非常重要的参数，牵引力过大可充气阶段：牵引绳完全拉直，牵引伞充满。在这个过程能对飞机结构造成损伤，牵引力过小则不能将货物拉出舱外。因此在进行中由于牵引伞突然减速会产生一个非常大的牵引力；牵引空投试飞前都必须测量对空投所使用的牵引伞所产生的牵引力以保证稳定阶段：伞衣充满，由于飞机拖着牵引伞飞行，会产选取的牵引伞所产生的牵引力在规定范围内。本文提出了一种基于旁压测生一个阻力。这个阻力就是需要测量的牵引力。量法的牵引力测试方法，并通过该方法在实际飞行过程中对牵引伞的牵引力进行了测试，测试结果表明牵引伞产生的牵引力满足牵引空投试飞要求。牵引力的大小主要受飞机飞行速度、空气密度、牵引伞面积、牵引伞阻力特性的影响。牵引力的大小可以表示为：空投就是借助于空投系统和设备，在飞行过程中，将供给品或装备从飞机上投下的方法。牵引空投就是借助于牵引 （1）式中ρ为空气密度、ν为飞机飞行速度、Ca伞的牵引力将空投物拉出飞机的空投方式，由于牵引空投中为牵引伞阻力空投物在舱内的运动时间短，其对飞机的稳定性影响较小，系数、Ds为牵引伞面积。所以，目前重装空投都是采用该空投方式。忽略飞机尾流对牵引伞的影响，计算得出在飞机飞行高对于牵引空投来说，关键的一步，就是牵引力的确定，度为1000m，速度310km/h时的牵引伞产生的牵引力约为即牵引伞的选择，因为牵引伞最大特性就是它的性能的不可2780kg。预料性，即使试验之前经过风洞试验或空中试验，在实际飞行条件下，它的牵引力还是不能确定的。如果试验中牵引力牵引力测试方案选择过大，空投物在舱内运动过程中有可能与地板分离，脱牵引伞系统，在开伞至稳定的过程，产生多个力值，通离侧导轨的约束从而与飞机侧壁相撞。如果牵引力选择过小，过固定牵引锁和货台系统作用机体上。采用测试平台和测力空投物在飞机上的移动速度过低，甚至受到阻碍而停在舱内，机构替代固定牵引锁和货台系统，采集牵引伞系统工作全程这将造成飞机重心超出规定范围而难以操纵，所以牵引力对的力值；采用解脱装置，在完成力值采集后，抛放牵引伞系统，牵引空投来说时非常重要的，在进行牵引伞特性研究和牵引工作原理如图1所示。空投试验时必须对牵引伞的牵引力进行测试。牵引力传感器设计牵引力测试需要在牵引拉绳上加装专用的测力设备，而该传感器借鉴钢索张力传感器中的旁压测量法而提出的且在测试完成后能够将牵引绳释放。由于到试验过程中不能一种创新结构的张力传感器。旁压式张力传感器与被测对象对牵引绳造成损伤，提出了基于旁压测量法的牵引力测试方相贴合，由被测对象的变形引起弹性体的变形，再通过惠斯法，并结合牵引伞牵引特性试飞进行了验证。登电桥将应变片的变形转化为电信号的输出，传感器整体结牵引力理论计算方法牵引伞工作过程大概分为四个阶段：自由坠落阶段：这一阶段牵引伞包处于自由坠落状态；牵引绳拉直阶段：牵引伞包打开，立即减速，因而牵引伞与飞机之间产生了速度差，牵引绳完全拉直，牵引伞开始充气；图1 牵引力测定试验示意-38-CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION Jul.2019·中国科技信息2019年第14期

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图2 牵引力传感器整体结构示意图

图5 牵引力测量值与理论值比较图

（▲为牵引力理论计算值，■为牵引力实际测试值）

图3 张力传感器上牵引绳传力模型图

杆的尾端挡住，三个杠杆都不能发生转动。当拉动锁栓时，解除边杠杆的转动约束，边杠杆转动解除中杠杆的转动约束，中杠杆转动解除主杠杆的转动约束，主杠杆转动解除牵引绳的约束，实现牵引绳抛脱的功能，如图4所示。

牵引力测试试验

在进行空中牵引力测试试验时，飞机飞行高度1000m，

图4 解脱机构示意图

速度310km/h，在进行牵引力测试时飞机处于水平平飞状态。飞机到达预定空域以后，投出牵引伞，驾驶员控制飞机处于构示意图如图2所示。

水平匀速运动状态，飞机拖着牵引伞飞行约30s进行牵引力传感器具体的工作方式是，牵引绳以Ω型穿过传感器测量，然后释放牵引伞。共进行了4次空中牵引力测试试验，的三个导力圆柱，并通过挡板来固定，使其不脱落。即在实试验完成后均成功释放牵引伞和牵引绳，测试的结果为牵引际使用过程中，中间的导力圆柱相对挡板是可活动的且不受伞在飞机飞行高度1000m，速度为310km/h时产生的牵引挡板的限制作用，即保证牵引绳拉力在绳带力分布不均的时力基本在1800kg～2000kg之间，平均值约为1930kg，候也能全部传递至受力梁上。电阻应变式传感器仍以其较高满足在该状态下牵引空投的要求。具体见图5。

的测量精度和稳定性的特点在众多应力应变测量中获得广泛使用，所以也选择电阻应变片作为敏感元件。绳带在受到张结果分析

力的作用时，带动导力圆柱产生形变，此时导力圆柱将其受经分析，对于造成牵引力实际测量值与理论计算值差别到的力传递给相对称的两个受力梁上，通过应变片即可实现的主要原因有：

对拉力的测量。

在理论计算时假定牵引伞处于平直流场范围内，但在实绳带绕行于传感器三个导力圆柱间，其传力方式可以转际飞行过程中，由于牵引伞会受到飞机尾流的影响，所以造化为以下模型，如图2所示。绳带仅将自身张力的一个很小成实际测量至于理论计算值相差较大；

的分量施加到传感器上。图3为绳带作用与张力传感器时传在实际飞行过程中，飞机不可能完全水平，会存在一定力分析图，图中的力学关系如下：

的仰角且飞机不可能完全处于匀速飞行状态，这也会造成牵F=F1引力波动变化；

2sinα （2）

牵引伞的理论计算是依据牵引伞在风洞中的试验数据进由以上公式可知，α越小，则β越大，作用在传感器行计算的，和实际飞行过程中存在差别，这也是牵引力理论上的压力F1、F2、F3越小。考虑到实际使用时，牵引绳张力较大，

计算值与实际测量值存在差别的原因之一。

为了使得传感器尽可能的轻小，夹角α尽量小，使得传感器上受到的压力尽量小。当夹角α在3.58°～5.37°之间，结语

张力传感器的压力F和压强P转换效率、传感器的精度以及磨基于旁压测量法牵引力测试方法可以准确的测试牵引伞损程度等综合指标是最好的。经过多方面的综合考虑，将α产生的牵引力而且操作简单，能准确测量牵引力值并在测量后设置为4°的夹角。

安全抛放牵引伞和牵引绳，不会对牵引伞和牵引绳造成损伤。

牵引绳释放机构设计

由于牵引伞产生的牵引力收到诸多因素的影响特别是飞解脱方案采用多级杠杆解脱机构。解脱机构的工作原理：机尾流场的的影响，因此牵引力的理论计算值只能起到一定牵引力通过牵引绳作用在主杠杆的钩头上，并通过中杠杆、的参考作用，在进行牵引空投试飞前必须先进行牵引伞牵引边杠杆的三级减力后，将力作用在锁栓的头端，锁栓将边杠

力测量以确定牵引力满足牵引空投要求。

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