首先，從百科找到了彈射座椅的定義：彈射座椅（Ejection seat）是飛行員用的座椅，在飛機(jī)遇難時(shí)依靠座椅下的動(dòng)力裝置將飛行員彈射出機(jī)艙，然后張開(kāi)降落傘使飛行員安全降落的座椅型救生裝置。彈射椅由德國(guó)人于第二次世界大戰(zhàn)時(shí)所發(fā)明。彈射椅初采用壓縮空氣作彈射動(dòng)力，但發(fā)展氣密保持技術(shù)的困難和動(dòng)力不足都讓此類“0代彈射椅"終告失敗。及后科學(xué)家利用火箭動(dòng)力，成功研發(fā)“1代彈射椅"。及至現(xiàn)代，彈射椅已為全自動(dòng)程序裝置，飛行員只要拉動(dòng)彈射手柄，從座椅彈出至乘降落傘著陸全都會(huì)按程序自動(dòng)完成。

那么，按照彈射座椅的產(chǎn)品屬于要求，該文結(jié)合彈射座配套的試驗(yàn)系統(tǒng)，利用測(cè)試系統(tǒng)隨同座持彈射出去的存儲(chǔ)測(cè)試方法，設(shè)計(jì)了對(duì)彈射筒的主要驗(yàn)收指標(biāo)，加速度峰值、離軌速度等進(jìn)行檢驗(yàn)的測(cè)試系統(tǒng)彈射試驗(yàn)證實(shí)該系統(tǒng)工作可靠，在完成既定功能的前提下比原系統(tǒng)具有體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于操作等優(yōu)點(diǎn)，該測(cè)試系統(tǒng)的研制對(duì)于飛機(jī)座持彈射筒的產(chǎn)品設(shè)計(jì)與質(zhì)量檢驗(yàn)均具有指導(dǎo)意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值,并在實(shí)踐中得到了應(yīng)用.

在飛機(jī)特別是戰(zhàn)斗機(jī)中，機(jī)組人員的生命至關(guān)重要遇到危險(xiǎn)時(shí) ,在緊急情況下利用座椅彈射裝置將人員與座椅一起彈射出機(jī)艙 可實(shí)現(xiàn)危險(xiǎn)情況下迅速脫離飛機(jī)保障生命安全座椅彈射裝置中彈射筒的工作參數(shù)很重要彈射筒利用將彈射筒的機(jī)械鎖炸開(kāi)，在爆炸氣體的推力下將座椅連同乘員沿導(dǎo)軌推出，在座椅被推出的過(guò)程中主要有兩方面要求過(guò)載要小，否則乘員無(wú)法承受速度要快，否則會(huì)危及生命在座椅彈射裝置安裝前，要對(duì)座椅彈射筒進(jìn)行的彈射試驗(yàn)，保障彈射筒達(dá)到指標(biāo)要求對(duì)彈射筒的檢驗(yàn)在模擬飛機(jī)座椅的試驗(yàn)架上進(jìn)行，主要測(cè)試指標(biāo)包括過(guò)載值及峰值時(shí)間和座椅彈射時(shí)脫離軌道的離軌速度(應(yīng)用830-50-3加速度傳感器),座椅上人員的振動(dòng)沖擊測(cè)試(890三軸座椅加速度傳感器)、人員在座椅上的受力后安全帶拉伸的位移情況(D211-2000安全帶位移傳感器)以及安全帶對(duì)人員的收緊程度(D211-2000安全帶位移傳感器)及其它等等。

為完成對(duì)彈射筒的檢驗(yàn) 采用模擬彈射的方法 模擬彈射試驗(yàn)架主要包括導(dǎo)軌模擬座椅及配重、擊發(fā)發(fā)火機(jī)構(gòu)、回收系統(tǒng)等使用的測(cè)試系統(tǒng)采用硬線測(cè)試技術(shù) ,傳感器為波紋管傳感器 ,離軌信號(hào)采用導(dǎo)軌上的機(jī)械觸點(diǎn)開(kāi)關(guān) ,離軌速度通過(guò)標(biāo)高塔和照像槍測(cè)試經(jīng)換算得到數(shù)據(jù)記錄采用光敏記錄示波器與紙帶記錄該系統(tǒng)主要不足每次測(cè)試前需對(duì)傳感器靜態(tài)標(biāo)定次試驗(yàn) 間要重新連接拉斷的信號(hào)線 試驗(yàn)后處理要手工測(cè)量記錄曲線整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程較復(fù)雜,費(fèi)時(shí)費(fèi)力。

本文介紹了一種用于彈射筒試驗(yàn)的存儲(chǔ)測(cè)試系統(tǒng)在保障測(cè)試功能前提下，簡(jiǎn)化了試驗(yàn)與數(shù)據(jù)處理過(guò)程 ,提高了測(cè)試精度，達(dá)到了較理想的效果.并且推薦了相關(guān)傳感器在此測(cè)試系統(tǒng)中的應(yīng)用,系統(tǒng)關(guān)健技術(shù)及其實(shí)現(xiàn)

（1）傳感器選擇

傳感器關(guān)系到系統(tǒng)的測(cè)試精度 根據(jù)測(cè)試要求 ,本系統(tǒng)主要測(cè)試彈射筒發(fā)射后座椅在導(dǎo)軌上的加速運(yùn)動(dòng)方程 ,屬于低頻信號(hào) 加速度 曲線類似于火炮發(fā)射時(shí)的膛壓曲線 ,但作用時(shí)間為秒級(jí)為避免機(jī)械振動(dòng) 、電磁干擾的影響 ,傳感器頻帶選擇為0～30HZ。 根據(jù)彈射座椅的加速度峰值 ,加速度傳感器量程選擇為（士10G；士25G；士50G；士100G），（839-50-3加速度傳感器是專門(mén)為此應(yīng)用設(shè)計(jì)的）。假人座椅上座墊位置本系統(tǒng)推薦使用 890 三軸座椅加速度傳感器；假人身的加速度傳感器本測(cè)試系統(tǒng)推薦819-50-3單軸加速度傳感器；假人身上的安全帶拉出量測(cè)試建議使用D211-2000安全帶位移傳感器。由于傳感器需與座椅一同彈射出去 ,必須要有一定的抗沖擊能力綜合以上要求，而且要有很高的過(guò)載能力,系統(tǒng)設(shè)計(jì)中選用低頻性能較好的、抗過(guò)載能、能夠測(cè)量高可靠，高精確度的壓阻式傳感器。

（2）控制電路設(shè)計(jì)

控制電路中根據(jù)傳感器的靈敏度和測(cè)試系統(tǒng)的 輸人電壓范圍進(jìn)行信號(hào)放大電路的放大倍數(shù)設(shè)計(jì) 濾波設(shè)計(jì)根據(jù)測(cè)試信號(hào)要求 為了能夠?qū)Φ皖l信號(hào)反應(yīng) 而對(duì)高頻電磁 機(jī)械振動(dòng)抗干擾 ,在設(shè)計(jì)中采用數(shù)字濾波器 ,將系統(tǒng)的頻帶設(shè)計(jì)為低通濾波 ,上限截止頻率選為40HZ。信號(hào)觸發(fā)方式采用 內(nèi)觸發(fā)模式 根據(jù)模擬彈射擊發(fā)時(shí)引起 的振動(dòng)觸發(fā)信號(hào) 保障采集 的正常適時(shí)觸發(fā) 觸發(fā)電平設(shè)計(jì)可根據(jù)測(cè)試范圍在測(cè)試前通過(guò)數(shù)據(jù)處理模塊進(jìn)行通訊設(shè)定。此系統(tǒng)如不想自己開(kāi)發(fā)測(cè)試，建議使用IN-3062便攜式網(wǎng)絡(luò)分布式云智慧采集在線數(shù)采分析儀。

（3）數(shù)據(jù)處理模塊軟件設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)處理模塊設(shè)計(jì)是以軟件為核心設(shè)計(jì)的 用 高級(jí)語(yǔ)言開(kāi)發(fā) 了處理軟件 ,通過(guò)計(jì)算機(jī) 串口與存儲(chǔ)測(cè)試模塊進(jìn)行通訊 主要功能包括 參數(shù)設(shè)置 、初始化設(shè)置 、回讀控制 、顯示控制 、計(jì)算 、存儲(chǔ)等

（4）電源選擇

存儲(chǔ)測(cè)試模塊 中為3～5V供電 為了使用 中電源獲取與更換都比較方便 ,設(shè)計(jì)中選用 2節(jié)1.5 的5號(hào)電池 ,電路經(jīng) 電源芯片進(jìn)行變壓后為傳感器及測(cè)試系統(tǒng)供電

試驗(yàn)測(cè)試

試驗(yàn)前將存儲(chǔ)測(cè)試模塊通過(guò)螺釘緊固于被彈射的座椅上 ,盡量靠近座椅重心 通過(guò)通訊接口進(jìn)行參數(shù)設(shè)置和初始化 ,發(fā)射后進(jìn)行測(cè)試與數(shù)據(jù)存儲(chǔ) ,最后通過(guò)通訊口將記錄數(shù)據(jù)傳人計(jì)算機(jī) 數(shù)據(jù)處理模塊進(jìn)行處理 、顯示 和檢驗(yàn)。

在一般戰(zhàn)斗機(jī)中 ,共有2種座椅彈射裝置 ,即上彈和下彈 上彈座椅位于主駕駛位 ,彈射時(shí)沿軌道向上飛離飛機(jī) 下彈座椅位于炮手位 ,彈射時(shí)沿軌道 向下飛離飛機(jī)研究中將設(shè)計(jì)的測(cè)試系統(tǒng)分別進(jìn)行 了彈射筒的上彈與下彈試驗(yàn) ,存儲(chǔ)系統(tǒng)記錄了座椅連同配重從底火被擊發(fā)開(kāi)始至飛離軌道的全過(guò)程加速度數(shù)據(jù)并可顯示加速度曲線。

上圖為某次上彈試驗(yàn)測(cè)試得到的座椅加速度曲線，下彈試驗(yàn)測(cè)試得到的座椅加速度曲線根據(jù)記錄的數(shù)據(jù) ,通過(guò)數(shù)據(jù)處理模塊 的處理 ,就可分析所測(cè)試的參數(shù)是否符合座椅彈射筒的設(shè)計(jì)指標(biāo).

測(cè)試精度分析

影響該系統(tǒng)測(cè)試精度的主要 因素有 座椅三軸加速度傳感器、安全帶拉力傳感器、安全帶位移傳感器 的精度 采集系統(tǒng) 的采樣頻率 離軌速度測(cè)試中的計(jì)算誤差本系統(tǒng)采用壓阻式高精度傳感器 ,經(jīng)過(guò)靜 、動(dòng)態(tài)標(biāo)定可滿足測(cè)試精度要求 測(cè)試 系統(tǒng)采樣頻率為 ,所測(cè)加速過(guò)程引起的誤差可忽略不計(jì),對(duì)于離軌速度的測(cè)試 ,由于采用理論計(jì)算的方法 ,經(jīng)過(guò)加速度積分計(jì)算得到的離軌速度存在誤差 ,特別是加速度信號(hào)經(jīng)過(guò)低通濾波處理后 ,計(jì)算得到的離軌速度 比實(shí)際值偏低 因此會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品檢驗(yàn)中將不合格產(chǎn)品誤檢為合格 經(jīng)過(guò)實(shí)測(cè)離軌速度得到偏差值 ,通過(guò)數(shù)據(jù)處理模塊的軟件修正 ,該問(wèn)題得到了妥善解決。另外 ,本測(cè)試系統(tǒng)傳感器與信號(hào)處理電路及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器高度集成 ,提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和抗力 經(jīng)過(guò)與原測(cè)試系統(tǒng)的比較 ,本系統(tǒng) 的測(cè)試功能*可 以滿足檢驗(yàn)要求 ,測(cè)試精度更高，測(cè)試結(jié)果也將更加準(zhǔn)確。

結(jié)論

經(jīng)過(guò)試驗(yàn)測(cè)試 ,設(shè)計(jì)的系統(tǒng)*可以滿足座椅彈射筒的試驗(yàn)測(cè)試要求 ,可以記錄整個(gè)彈射過(guò)程的加速度信號(hào) ,記錄的加速度采用12位AD轉(zhuǎn)換 ,精度較高 ,進(jìn)行回讀處理后可方便計(jì)算和顯示所需測(cè)試指標(biāo) 目前該系統(tǒng)己應(yīng)用于某型飛機(jī)的座椅彈射試驗(yàn)中 ,得到了較好的試驗(yàn)效果 ,提高了試驗(yàn)效率。在此特別推薦如下在本系統(tǒng)中應(yīng)用的各個(gè)型號(hào)傳感器及詳細(xì)說(shuō)明：

Senther 830&839 特殊設(shè)計(jì)于座椅導(dǎo)軌高精度三軸加速度傳感器(主要應(yīng)用型號(hào)：839-50-3；839-20-3；830-50-9；830-20-9)

Senther 819- 特殊設(shè)計(jì)假人身上各個(gè)位移置高精度單軸加速度傳感器(主要應(yīng)用型號(hào)：819-50-3；819-10-3)

Senther 817- 特殊設(shè)計(jì)假人身上各個(gè)位移置高精度單軸阻尼加速度傳感器(主要應(yīng)用型號(hào)：817-50-3；817-200-3)

Senther D211-2000 特殊設(shè)計(jì)假人安全帶拉出量位移傳感器

Senther 890- 座椅靜態(tài)三軸加速速度傳感器

Senther 790A- 座椅動(dòng)態(tài)三軸加速度傳感器

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