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● 測試背景

彈射座椅是在飛機遇難時依靠座椅下的動力裝置將飛行員彈射出機艙，然后張開降落傘使飛行員安全降落的座椅型救生裝置。現(xiàn)代作戰(zhàn)飛機和一些小型民用飛機大多有彈射座椅。

救生彈射座椅作為軍用飛機上重要的安全裝置，其動力來源也從早期的壓縮空氣、火藥動力發(fā)展到現(xiàn)代的全自動彈射手柄(彈射槍)，所以它對測試的要求也在不斷的提高。由于在彈射過程中要受到相當(dāng)大的沖擊加速度，有可能使座椅結(jié)構(gòu)變形或失效，最終導(dǎo)致救生失敗。通過傳統(tǒng)的方法難以分析出高沖擊載荷下的響應(yīng)情況。為了盡量減小損失，最大限度地降低現(xiàn)場試驗的風(fēng)險，這就迫切需要一種有效的實驗測量手段，利用高速數(shù)據(jù)采集設(shè)備進行彈射座椅沖擊過程受力分析，使可能存在的問題盡早暴露，并采取措施加以解決。

● 測試對象

整個過程可以理解為：自由飛階段。即從人-椅離機過程。

彈射座椅與飛機分離之前，獲得延導(dǎo)軌方向的彈射出口速度Vko，其值取決于彈射系統(tǒng)提供的能量。同時，座椅還有沿飛機方向飛行的慣性速度Vf。因此座椅的初始速度為二者的和速度Vo。如圖1所示為速度分析。

再來分析彈射座椅受力狀況。如圖2所示，這一階段中作用在人-椅上的外力主要有氣動阻力Q、助推器的推力F、氣動力升力P和重力G等。

觀察到影響座椅結(jié)構(gòu)安全的特別是推力F方向的振動，為進一步測量該振動強度，采用加速度傳感器與彈射座椅接觸式放置法進行在線監(jiān)測。由于彈射過程中的劇烈運行使得在多個方向的振動產(chǎn)生了耦合，形成耦合振動。因而必須采用頻譜分析技術(shù)和帶通濾波技術(shù)將此方向的振動加速度信號分離出來。

● 系統(tǒng)描述

測試裝置是在彈射座椅的底部固定安裝振動加速度傳感器，且要與彈射方向同向。傳感器有效感應(yīng)到彈射座椅受到的高沖擊力并輸出線性加速度信號，記錄受力的全過程信號數(shù)據(jù)以供分析。

軍用救生彈射座椅加速度測試系統(tǒng)是北京中泰研創(chuàng)科技有限公司為某航天大隊檢修部提供的技術(shù)解決方案，硬件方面通過EM9000系列多功能數(shù)據(jù)采集設(shè)備(EM9636B)負(fù)責(zé)完成數(shù)據(jù)采集，軟件系統(tǒng)是基于正版LabVIEW編程語言，主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)高速流盤存儲、分析處理，并最終測量得到實際振動信號振幅變化情況。

數(shù)據(jù)分析處理軟件界面

現(xiàn)場測試實況

● 系統(tǒng)特點

1. 開放的信號處理平臺，自定義各種分析算法，小于毫秒量級的觸發(fā)響應(yīng)周期。

2. 多種觸發(fā)方式：內(nèi)時鐘、外時鐘、外部邊沿觸發(fā)、外部電平觸發(fā)、分組采集（偽同步采集）。

3. 豐富的時域波形分析：信號幅值特征、時間特征、相位特征。

4. 豐富的數(shù)字信號處理功能：進行濾波、加窗、FFT運算得到幅值譜、相位譜以及功率譜。

5. 存儲存盤文件兼容TDMS數(shù)據(jù)格式。

● 硬件指標(biāo)

EM9636數(shù)據(jù)采集設(shè)備，是新一代的集多種功能為一體，高速、高精度、多功能、寬范圍信號測量與控制的數(shù)據(jù)采集產(chǎn)品。支持以太網(wǎng)數(shù)據(jù)采集，USB數(shù)據(jù)采集（USB口為從口）A/D：16bit，32（單）/16（雙）CH，轉(zhuǎn)換速率250KHz，8MB緩沖區(qū)，輸入范圍：0～5V、0～10V、±5V、±10V、0~20mA（定制），程控增益1、2、5、10倍；可編程DIO：16CH；光隔離DO：8路，光隔離DI：8路；計數(shù)/測頻：6CH；編碼器：2CH（與計數(shù)器復(fù)用）；PWM輸出：3CH（與DO復(fù)用）。組成結(jié)構(gòu)：基于ARM9處理器和FPGA關(guān)鍵技術(shù)，內(nèi)嵌實時嵌入式操作系統(tǒng)linux或wince，方便定制各種功能。支持modbus-TCP協(xié)議。

★ EM9636數(shù)據(jù)采集設(shè)備，具有離線采集功能，可以脫機使用。可將采集的數(shù)據(jù)實時存儲在EM9636上的U盤或SD卡內(nèi)，此產(chǎn)品可脫離計算機獨立工作。提高了系統(tǒng)的可靠性，降低了使用成本，可用于惡劣環(huán)境下的無人值守及遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)中。

★ EM9636數(shù)據(jù)采集設(shè)備，具有Web服務(wù)器功能。為方便用戶使用，EM9636開通了web服務(wù)器功能，主機只要有web瀏覽器，就可以對EM9636進行監(jiān)控，不需要編寫任何程序。用戶可通過PC端或手機端的web瀏覽器設(shè)置各項參數(shù)、查看狀態(tài)以及查看實時數(shù)據(jù)。手機或移動設(shè)備可通過Wi-Fi與EM9636直接通訊。

★ EM9636產(chǎn)品具有雙看門狗：硬件看門狗防止下位機程序進入死鎖狀態(tài)，通訊看門狗防止通訊中斷。

★ EM9636數(shù)據(jù)采集設(shè)備使用實時嵌入式操作系統(tǒng)linux，資深用戶可以自己編寫程序完成定制功能，從而完全脫離PC機單獨使用。

★ EM9636數(shù)據(jù)采集設(shè)備結(jié)構(gòu)。

結(jié)構(gòu)材料：ABS757K阻燃，抗振動：17～500Hz，1G PTP。

抗沖擊： 10G/PEAK(11m ，sec)。

工作溫度：-20℃～+70℃。

凈重：71g。

● 虛擬儀器軟件

如使用PC機操作EM9636數(shù)據(jù)采集設(shè)備，我公司還可免費提供上位機虛擬儀器分析軟件（基于正版LabVIEW）。

虛擬儀器軟件主要功能:

實時波形顯示：在采集過程中實時顯示數(shù)據(jù)曲線波形圖。

實時數(shù)值顯示：在采集過程中實時顯示所采集數(shù)值的結(jié)果。

數(shù)據(jù)存儲與回放：對采集的信號進行存儲與回放及分析。

顯示及打印報表：以曲線或圖表的形式打印報表。

圖形分析功能：對數(shù)據(jù)曲線進行縮放、平移、定位（游標(biāo)）、對比。