1范圍

　　本部分規(guī)定了軍用裝備的實驗室加速度試驗的目的與應用、剪裁指南、信息要求、試驗要求、試驗 過程和結果分析的內容。

　　本部分適用于對軍用裝備進行加速度試驗。

　　2引用文件

　　下列文件中的有關條款通過引用而成為本部分的條款。凡注日期或版次的引用文件，其后的任何修 改單(不包括勘誤的內容)或修訂版本都不適用于本部分，但提倡使用本部分的各方探討使用其新版本 的可能性。凡不注日期或版次的引用文件，其新版本適用于本部分。

　　GJB150.1A-2009軍用裝備實驗室環(huán)境試驗方法第1部分：通用要求 GJB 4239裝備環(huán)境工程通用要求

　　3目的和應用 3.1目的

　　本試驗的目的在于驗證：

　　a) 裝備在結構上能夠承受使用環(huán)境中由平臺加、減速和機動引起的穩(wěn)態(tài)慣性載荷的能力，以及在 這些載荷作用期間和作用后其性能不會降低;

　　b) 裝備承受墜撞慣性過載之后不會發(fā)生危險。

　　3.2應用

　　本試驗適用于安裝在飛機、直升機、載人航天器、飛機外掛物和地面發(fā)射導彈上的裝備。

　　3.3限制

　　3.3. 1其他加速度

　　本試驗中所提到的加速度是一個過載系數(shù)，它的施加足夠慢，且在一段足夠長的時間內保持不變， 以致于使裝備有足夠的時間來分散產(chǎn)生的內部載荷，而不產(chǎn)生裝備動態(tài)響應的激勵。如果載荷不滿足這 個定義，則需要其他復雜的分析、設計和試驗方法。

　　3. 3. 2氣動載荷

　　當平臺飛行時，暴露在氣流中的裝備表面，除了承受慣性載荷外，它還承受氣動載荷。本試驗通常 不適用這種情況。裝備承受氣動載荷應按照這些載荷的最嚴重組合情況來設計和試驗。這通常需要涉及 更復雜的結構(靜力和疲勞)試驗方法。

　　4

　　3. 3. 3沖擊

　　沖擊是一種快速的運動，它能激勵裝備的動態(tài)(共振)響應，但產(chǎn)生的總變形(應力)很小。沖擊試驗 準則和試驗方法不能代替加速度準則和試驗方法，反之也一樣。

　　4剪裁指南

　　4_1選擇試驗方法 4.11概述

　　分析有關技術文件的要求，應用裝備(產(chǎn)品)訂購過程中實施GJB 4239得出的結果，確定裝備壽命 期內加速度環(huán)境出現(xiàn)的階段，根據(jù)下列環(huán)境效應確定是否需要進行本試驗。當確定需要進行本試驗，且 本試驗與其他環(huán)境試驗使用同一試件時，還需確定本試驗與其他試驗的先后順序。

　　4. 1.2環(huán)境效應

　　加速度通常在裝備安裝支架上和裝備內部產(chǎn)生慣性載荷。應注意裝備的所有部分(包栝液體)都受 載。下面列出一部分由高量值加速度引起的損壞情況，任何可能會出現(xiàn)下列情況的裝備都應進行加速度 試驗：

　　a) 結構變形從而影響裝備運行;

　　b) 永久性的變形和斷裂致使裝備失靈或損壞;

　　c) 緊固件或支架的斷裂使裝備散架;

　　d) 安裝支架的斷裂導致裝備松脫;

　　e) 電子線路板短路和開路;

　　f) 電感和電容值變化;

　　g) 繼電器斷開或吸合;

　　h) 執(zhí)行機構或其他機構卡死;

　　i) 密封泄漏;

　　j) 壓力和流量調節(jié)數(shù)值變化;

　　k) 泵出現(xiàn)氣蝕;

　　l) 伺服閥滑閥移位引起錯誤和危險的控制系統(tǒng)響應。

　　4, 1,3選擇試驗順序

　　4. 1.3.1 —般要求

　　見 GJB 150.1A—2009 中的 3-6。

　　41.3.2特殊要求

　　在加速度試驗前進行高溫試驗。

　　4.2選擇試驗程序 4. 2概述

　　本試驗包括三個試驗程序：程序I——結構試驗、程序II——性能試驗、程序III——墜撞安全試驗。 4. 2, 2選擇試驗程序考慮的因素

　　除另有規(guī)定外，裝備要進行程序I和程序II兩種試驗。對于有人飛機，安裝在工作區(qū)域或進、出口 通道處的裝備要進行程序III試驗。

　　4. 2. 3各程序的差別

　　4. 2. 3. 1程序I——結構試驗

　　程序I用來驗證裝備結構承受由使用加速度產(chǎn)生的載荷的能力。

　　4. 2. 3. 2程序II——性能試驗

　　程序II用來驗證裝備在承受由使用加速度產(chǎn)生的載荷時的以及之后的性能不會降低。

　　4. Z 3. 3程序III——墜撞安全試驗

　　程序III用來驗證裝備在墜撞加速度作用下不會破裂或不從固定架上脫落。

　　4_ 3確定試驗條件 4, 3.1概述

　　試驗隨加速度量值、加速度軸向、持續(xù)時間、試驗設備和試件的工作狀態(tài)的不同而各不相同。每個 裝備的試驗加速度值應由平臺結構載荷分析獲得。如不知用于何種平臺，則可使用表1、表2和表3中 的值，以及下面內容來預估試驗條件。

　　4,3.2試驗軸向

　　對于這些試驗，總以前向加速度方向為平臺前向加速度的方向。對于每個試驗程序，試件應沿三個

　　互相垂直軸的每個軸向進行試驗。一個軸與平臺的前向加速度一致(前和后，X)，另一個軸與平臺翼展 方向一致(側向，：Z)，而第三個軸垂直于上述兩軸所構成的平面(上和下，Y)。圖1給出了典型的飛機 加速度三個線性和三個轉動軸的定義。

　　4. 3. 3試驗量值和條件——通用

　　表1、表2、表3分別列出了程序I——結構試驗，程序II--------------------------- 性能試驗和程序III——墜撞安全試

　　驗的試驗量值。當裝備相對于運行平臺的定向未知時，各個軸向的試驗應選用表中所列的各軸向對應值 的較大量值。

　　4.3.4試驗量值和條件一開擊機和強擊機

　　從表1和表2中確定的試驗量值是根據(jù)平臺重心處的加速度確定的。對于殲擊機和強擊機來說，考 慮到橫滾、俯仰和偏航機動產(chǎn)生的載荷，遠離中心處的裝備其試驗量值應該增大。當確定具體飛機的試 驗條件時，要考慮機動情況所引起的附加角加速度對線性加速度的影響。當按式(0?式(6)計算時，應 假定過載系數(shù)總是相加的，因此式中使用的是*值。將下列公式導出的過載系數(shù)和表2性能試驗(程 序II)的量值相加。將下列公式導出的過載系數(shù)乘上1.5,再和表1結構試驗(程序I)的量值相加。表3 墜撞安全試驗(程序III)不用加上導出的過載系數(shù)。

　　a) 橫滾機動，上下試驗方向，由橫滾產(chǎn)生的附加過載系數(shù)(AAp按式(1)計算：

　　ANy= iyig) (d^/d/)2+ (z/g) d2<p/dt2 (1)

　　b) 橫滾機動，左右側試驗方向，由橫滾產(chǎn)生的附加過載系數(shù)(AAg按式(2)計算：

　　ANZ= (z/g) (d^/d/)2+ (y/g) d2g>/dt2 ....................................................... (2)

　　c) 俯仰機動，上下試驗方向，由俯仰產(chǎn)生的附加過載系數(shù)(AV丨)按式(3)計算：

　　^ y= (^g) (d0/dt)2-b {xlg)<i2ei<M2 .... (3)

　　d) 俯仰機動，前后試驗方向，由俯仰產(chǎn)生的附加過載系數(shù)(AA〇按式(4)計算：

　　ANX= (x/g) (d0/dt)2-\- (y/g)d26/dt2 .. (4)

　　e) 偏航機動，左右側試驗方向，由偏航產(chǎn)生的附加過載系數(shù)(AVD按式(5)計算：

　　p

　　AA^ z— (z/g) (dy/fdt)2jr (x/g)d2y//dt2 .... (5)

　　f) 偏航機動，前后試驗方向，由偏航產(chǎn)生的附加過載系數(shù)(A# D按式(6)計算：

　　AN ￡x=(x/g) (dy//dt)2^h(z/g)d2y/fdt2 . (6)

　　式中：

　　x——裝備距飛機重心前后距離，m; z——裝備距飛機重心側向距離，m;

　　^裝備距飛機重心垂向距離，m; g——重力加速度，9.81m/s2;

　　(p——繞X軸(橫滾)的轉角，rad;

　　dtp/di 較大橫滾速度，rad/s(如未知，取5rad/s);

　　d2<p/dt2 - 較大橫滾加速度，rad/s2(如未知，取20rad/s2);

　　6——繞Z軸(俯仰)的轉角，rad;

　　dO/dt——較大俯仰速度，rad/s(如未知，取2.5rad/s);

　　d2mt2——較大俯仰加速度，rad/s2(如未知，取5rad/s2);

　　W——繞Y軸(偏航)的轉角，rad;

　　d\}/(dt 較大偏航速度，rad/s(如未知，取4rad/s);

　　d2y//dt2 - 較大偏航速度，rad/s2(如未知，取3rad/s2)。

　　4.4特殊考慮 4.4.1偏擺幅度測量

　　若裝備是安裝在減振器上的，則應將裝備裝在減振器上一起進行試驗，并測量裝備偏擺幅度，以確 定其對鄰近裝備的潛在影響(確定偏擺間隙要求)。

　　4,4.2加速度模擬

　　由于不同試驗設備產(chǎn)生加速度載荷的方式不同，所以在選擇加速度試驗設備時，應仔細分析試件的 功能和特性。常用的設備有兩類：離心機和帶滑軌火箭撬。

　　屯4. 3離心機

　　p

　　離心機是通過繞固定軸旋轉而產(chǎn)生加速度載荷的，所以加速度方向總是沿徑向指向離心機的旋轉軸 心，而由加速度所產(chǎn)生的載荷方向總是從旋轉軸心沿徑向向外。當試件直接安裝在離心機試驗臂上時， 則試件同時承受了旋轉和平移兩種運動。對于給定轉速，試件所受的加速度及加速度引起的載荷方向是 恒定的，但轉臂每轉一圈，試件要轉動360°。有的離心機在轉臂上裝有抗旋轉夾具，以修正試件的這 種轉動。有了這種裝置，試件在空間的方位就保持不變，但轉臂每轉一圈，加速度和加速度引起的載荷 的方向就圍繞試件轉動360°。離心機的另一特性是加速度引起的載荷與試件距旋轉軸心的距離成正比。 為使試件最靠近和最遠離旋轉軸心的部分所承受的加速度載荷分別不小于規(guī)定試驗值的90%和不大于 規(guī)定試驗值的110%，應選擇合適尺寸的離心機。

　　4.4.4帶滑軌火箭撬

　　帶滑軌火箭撬產(chǎn)生與火箭撬加速度方向相同的直線加速度。裝于火箭撬的試件均勻地承受與火箭撬 相同的加速度值。加速度試驗量值和該試驗量值的持續(xù)時間取決于滑軌長度、火箭的功率和火箭的裝藥 量。由于滑軌粗糙不平，這類裝置通常會產(chǎn)生明顯的振動環(huán)境。而這種振動一般比被試裝備的使用振動 環(huán)境還要嚴重，所以夾具設計時應充分考慮試件可能需要對這種振動環(huán)境進行隔離。在進行程序II試驗 時，需將試件工作所需的輔助裝置同試件一起安裝在火箭撬上，這就需要使用自備的電源裝置和遙控系 統(tǒng)，以便試件在滑動時能進行操作，同時需用遙測或耐振儀器來測試試件的性能。

　　5信息要求 5.1試驗前需要的信息

　　一般信息見GJB 150.1 A-2009中的3.8，特殊信息如下：

　　a) 試件相對夾具的定向;

　　b) 夾具相對加速度方向的定向。

　　5.2試驗中需要的信息

　　5.2.1 _般信息

　　見 GJB 150.1A-2009 中的 3.11。

　　5,2.2特殊信息

　　特殊信息包括在所選程序試驗加速度的作用下，試件失效準則的信息。要仔細考慮傳感器測試設備 和測試方法。例如，應確定如何采集離心機上的試件的測試信號，是通過離心機將信號引出來，還是遙 測信號，或者用裝在離心機上的記錄儀記錄信號，還要考慮加速度對記錄儀的影響。

　　5. 3試驗后需要的信息

　　一般信息見GJB 150.1A-2009中的3.14,特殊信息如下：

　　a) 試件相對夾具的定向;

　　b) 夾具相對加速度方向的定向。

　　6試驗要求 6.1試驗設備

　　可以使用尺寸合適的離心機或帶滑軌火箭撬。對于程序1(結構試驗)、程序111(墜撞安全試驗)和大 多數(shù)程序11(性能試驗)推薦使用離心機。當嚴格要求直線加速度時，對于程序11(性能試驗)，推薦使用 帶滑軌火箭撬。對試件正確施加加速度的驗證按照試驗設備規(guī)定進行。

　　6.2試驗控制

　　6_ 2. 1校準

　　對測試儀器的測量幅值和頻率范圍進行正確校準，保證加速度測量可靠。

　　6. 2, 2允差

　　試件所有點上的加速度值允差是規(guī)定值的±10%。

　　試驗中斷

　　一般要求見GJB 150.1A-2009中的3_12,特殊要求如下：

　　a) 如試件在規(guī)定的試驗量值上發(fā)生意外的中斷，可再起動，完成試驗。若中斷若干次，應評估試 件的疲勞損傷。(每次施加加速度是一個載荷循環(huán)，一個循環(huán)的持續(xù)時間不會影響試驗的結果)。

　　b) 如試件經(jīng)受超出試驗規(guī)定量值的加速度載荷，應停止試驗，并對試件進行檢查和功能測試。根 據(jù)檢查和功能測試結果，做出工程判斷，決定是用原試件繼續(xù)進行試驗還是更換新試件。

　　7試驗過程

　　7.1試驗準備 7_ 1.1初始檢測

　　試驗前所有試件均需在標準大氣條件下進行檢測，以取得基線數(shù)據(jù)，在試驗中和試驗后還要進行另 外的檢查和性能檢查。檢測按以下步驟進行： a〉檢查試件的物理損傷等情況;

　　b) 按技術文件要求的技術狀態(tài)安裝試件;

　　c) 測量試件準確的尺寸，為評價試驗中產(chǎn)生的物理損傷提供參考基準;

　　d) 檢查試件、夾具、離心機或滑撬的安裝是否和試件、技術文件要求的一致;

　　e) 若可能的話，按技術文件進行性能檢測，并記錄結果;

　　f) 記錄檢測結果。

　　7.1.2試件的安裝

　　概述

　　使試件處于正常工作狀態(tài)，釆用裝備正常安裝的支架將試件安裝在試驗設備上。

　　7. 1.2.2離心機上安裝

　　在離心機上安裝的步驟如下：

　　a) 在離心機臂上能提供試驗規(guī)定的加速度量值的位置上安裝試件，并使試件的幾何中心正好位于 該位置。試驗量值按式(7)計算：

　　Nj^km2 ....................... (7)

　　式中：

　　NT——試驗過載系數(shù)(過載系數(shù)垂直于離心機旋轉面);

　　k ——U18XUT3; ^

　　r——從旋轉中心到離心機臂上試件安裝位置的徑向距離，m; 77——離心機臂每分鐘轉數(shù)，r/miL

　　b) 試件在離心機上的六個試驗方向約定如下：

　　1) 向前：試件的前部或前端朝向離心機中心;

　　2) 向后：前向的位置翻轉18(T;

　　3) 向上：試件的頂面朝向離心機中心;

　　4) 向下：向上的位置翻轉180°;

　　5) 向左：試件左側朝向離心機中心;

　　6) 向右：試件右側朝向離心機中心。

　　c) 試件正確定向并安裝在離心機上之后，應進行測量和計算，確保試件最靠近離心機中心一端承 受的加速度值不小于試驗規(guī)定值的90%。若算得的加速度值小于試驗規(guī)定值的90°/。，則試件 應在離心機轉臂上向外安裝一些，并相應地調整轉速，或者使用較大尺寸的離心機，以使試件 最靠近離心機中心一端至少承受90%的規(guī)定加速度值，而另一端(最遠離離心機中心的一端) 承受的加速度值不應超過110%的規(guī)定加速度值。對于大型試件，鑒于目前國內試驗部門大型 離心機的現(xiàn)狀，載荷梯度的要求可以放松。

　　4

　　7.1.2. 3滑軌火箭撬上安裝

　　對于滑軌火箭撬上的安裝，試件及其附加的試驗夾具或裝置應根據(jù)火箭撬加速度方向安裝在火箭 撬平臺上(試驗夾具或裝置的設計應保證試件與火箭撬的振動隔離)。由于火箭撬和試件經(jīng)受相同的加速 度值，所以試件在火箭撬上的安裝方向是關鍵。對于六個試驗方向，試件在火箭撬上的定向應根據(jù)圖1 所示的加速度方向和所控制的火箭撬加速度方向而定。

　　圖1飛行器加速度方向

　　7.2試驗程序

　　7. 2.1程序I——結構試驗

　　程序I的步驟如下：

　　a) 按7.1.2規(guī)定，定向安裝試件，并將其置于工作模式。

　　b) 使離心機達到試件能產(chǎn)生4.3和表1所規(guī)定的g值的轉速。離心機轉速穩(wěn)定后，在該值上至少 保持1 min。

　　c) 按7.1.1中規(guī)定對試件進行功能測試和檢查。

　　d) 按7.1.2.2 b)規(guī)定的其余5個試驗方向，重復本試驗過程。

　　e) 當六個試驗方向全部完成后，按7.1.1規(guī)定對試件進行功能測試和檢查。

　　7.2.2程序II——性能試驗

　　_

　　7.2.2.1采用離心機試驗

　　步驟如下：

　　a) 按7.L2規(guī)定，定向安裝試驗件，并將其置于工作模式。

　　b) 按7.1.1中規(guī)定對試件進行功能測試和檢查。

　　c) 將試件處于工作狀態(tài)，使離心機達到試件能產(chǎn)生4.3和表2所規(guī)定的g值的轉速。離心機轉速 穩(wěn)定后，在該值上至少保持lmiri。進行性能檢測并記錄結果。

　　d) 停下離心機，按7.1.1規(guī)定檢查試件。

　　e) 按7.1.2.2 b)規(guī)定的其余5個方向，重復a)?d)。

　　f) 當六個試驗方向全部完成后，按7.1.1規(guī)定對試件進行功能測試和檢查。

　　7. 2. 2. 2采用帶滑軌火箭撬試驗

　　步驟如下：

　　a) 按7.1.2規(guī)定，定向安裝試件，并將其置于工作模式。

　　b) 按7.1.1中規(guī)定對試件進行功能測試和檢查。

　　c) 將試件處于工作狀態(tài)，加速火箭撬到試件能產(chǎn)生4.3和表2所規(guī)定的g值。當試件達到規(guī)定g 值時，進行性能檢測，記錄結果。

　　d) 評價試驗滑跑參數(shù)，確認是否達到所要求的試驗加速度。若需要，應在規(guī)定的試驗加速度下重 復滑跑試驗來驗證試件的性能是否合格。記錄試驗滑跑參數(shù)。

　　e) 按7.1.2.2 b)規(guī)定的其余5個試驗方向，重復本試驗過程。當6個試驗方向全部完成后，按7.1.1 規(guī)定對試件進行功能測試和檢查。

　　7.2.3程序III——墜撞安全試驗 程序III的步驟如下：

　　a) 按7.1.2規(guī)定，定向安裝試件，并將其置于工作模式。

　　b) 使離心機達到試件能產(chǎn)生4.3和表3所規(guī)定的g值的轉速。離心機轉速穩(wěn)定后，在該值上至少 保持lmin?

　　c) 按7.1.1規(guī)定檢查試件。

　　d) 按7.1.2.2b)規(guī)定的其余5個試驗方向，重復本試驗過程。

　　e) 當六個試驗方向全部完成后，按7.1.1規(guī)定對試件進行功能測試和檢查。

　　8結果分析　　

　　—般要求見GJB 150.1A-2009中的3.17,特殊要求如下：

　　a) 結構試驗。若試驗完成后，試件沒有損傷，功能完好，則試驗是合格的。

　　b) 性能試驗。若在試驗中，試件功能正常，試驗后，試件沒有損壞，功能完好，則試驗是合格的。

　　c) 墜撞安全試驗。若試驗完成后，試件結構還連接在支座上，沒有零件、碎片掉離試件，則試驗 是合格的。

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