АМОРТИЗАТОР СО ВСТРОЕННЫМ ДИНАМОМЕТРОМ

Полезная модель относится к средствам защиты человека от воздействия ударных перегрузок и может найти применение в амортизационных креслах космонавтов.
Амортизация перегрузок, действующих на кресло космонавта в процессе приземления спускаемого аппарата, является динамическим процессом, в ходе которого ударное усилие, воспринимаемое неподвижной частью амортизатора, связанной со спускаемым аппаратом, гасится до безопасных величин, передаваемых на подвижную часть, связанную с креслом. Гашение осуществляется за счет пластического деформирования разрушаемого элемента амортизатора. Контроль работы амортизатора на этапе экспериментальной отработки осуществляется в процессе копровых испытаний, существенной частью которых является определение усилий, развиваемых в процессе работы амортизатора, а также усилий, действующих на кресло в процессе амортизации. Для измерения в реальном времени истинных усилий, развивающихся в процессе работы амортизатора при его применении в составе кресла космонавта, установленного в спускаемом аппарате, силоизмерительное устройство (динамометр) должно быть вмонтировано в амортизатор (предпочтительно в его неподвижную часть) без изменения его массово-габаритных характеристик и не должно содержать в себе подвижных элементов.
Известен амортизатор-подъемник регулируемый («Кресло амортизационное «Казбек-УМ». Техническое описание и инструкция по эксплуатации 115-7500-1000 ТО, АО «НЛП «Звезда», 2001 г.), состоящий из подвижной части, закрепляемой на кресле, неподвижной части, закрепляемой на полу спускаемого аппарата или на платформе испытательного стенда, включающий устройство амортизации, содержащее направляющую с кольцевым поршнем, цилиндр с закрепленным на его верхнем торце замком, а на нижнем торце обойму с шариками, деформируемый элемент, охватывающий обойму с шариками, выполненный в виде трубы с закрепленной на ней цапфой, механизм стопорения цапфы и взаимодействующую с ним гильзу, замок фиксации цилиндра в исходном положении, а также размещенное внутри обоймы с шариками и взаимодействующее с ними регулировочное кольцо с наружными выступами.
Указанный прототип имеет следующий недостаток: в его конструкции отсутствует силоизмерительный элемент для контроля усилия во время работы амортизатора, что приводит к необходимости применения дополнительного датчика, размещение которого неприемлемо в связи габаритными ограничениями в спускаемом аппарате.
Задачей данной полезной модели является создание амортизатора, в конструкцию которого интегрировано с сохранением его геометрии силоизмерительное устройство, обеспечивающее измерение усилий, возникающих в амортизаторе при его работе.
Заявляемый амортизатор со встроенным динамометром представлен фигурами 1-3.
Фиг. 1 представляет амортизатор с закрепленным креслом, вид сбоку.
Фиг. 2 представляет нижнюю опору амортизатора, вид сбоку.
Фиг. 3 представляет опорную пластину нижней опоры крепления амортизатора, вид снизу.
Заявляемый амортизатор со встроенным динамометром состоит из корпуса 1, включающего в себя устройство амортизации 2 и узел крепления кресла 3, верхней опоры 4 и нижней опоры 5 с интегрированным в нее динамометром. Нижняя опора состоит из опорной пластины 6 в форме усеченного с боков горизонтального плоского диска с двумя вертикальными стойками-проушинами 7, в которых крепится нижний опорный подшипник 8 корпуса амортизатора. Для обеспечения поперечной жесткости проушины имеют боковые опоры 9, дополнительно связывающие их с опорной пластиной.
Силоизмерительная часть динамометра интегрирована в опорную пластину и состоит из выполненных заодно корпуса 10 и чувствительного элемента 11 в виде плоской упругой мембраны круглой формы, на поверхности которой наклеены тензорезисторы 12, соединенные по схеме «мост». Тензорезисторы 12 подключены к нормирующему усилителю, сигнал с которого подается на аналого-цифровой преобразователь, оцифровывается и поступает в персональный компьютер (ПК) для последующей обработки и анализа.
Заявляемый амортизатор со встроенным динамометром работает следующим образом.
Опорная пластина 6 крепится к силовому полу через отверстия 13, в проушину 7 устанавливается и закрепляется опорный подшипник 8 корпуса 1 взведенного амортизатора с закрепленным креслом космонавта.
Выход тензорезисторов через соединительный кабель подключается к нормирующему усилителю и с него - к аналого-цифровому преобразователю регистрирующего устройства.
При копровых испытаниях платформа копрового стенда с креслом и закрепленным в нем манекеном поднимается на заданную высоту, после чего происходит сброс платформы на неподвижную поверхность. При соударении платформы с поверхностью кресло под действием инерционных сил давит на амортизатор, при этом начинает срабатывать устройство амортизации, смягчая действие удара платформы на кресло, а на нижнюю опору 5 амортизатора через проушины 7 начинает действовать усилие, вызывающее упругую деформацию чувствительного элемента 11 динамометра, измеряемую тензорезисторами 12.
Аналогичный процесс происходит при штатном приземлении спускаемого аппарата с амортизируемым креслом, в котором размещен космонавт.
Таким образом, решается задача создания амортизатора со встроенным динамометром, обеспечивающего измерение усилия работы амортизатора в составе кресла космонавта с таким его конструктивным исполнением, которое позволяет получить данные о работе амортизатора на всем ходе подвижных элементов без нарушения геометрии и взаимного расположения элементов его конструкции при испытаниях, имитирующих посадку спускаемого аппарата, а также при штатной эксплуатации амортизатора в составе спускаемого аппарата.