Стенд для исследования работоспособности систем летательных аппаратов в условиях воздействия вакуума и невесомости
TEST BENCH FOR INVESTIGATION OF AIRCRAFT SYSTEMS SERVICEABILITY UNDER VACUUM AND WEIGHTLESSNESS CONDITIONS

Изобретение относится к испытательному оборудованию и может быть использовано при исследовании работоспособности систем летательных аппаратов в условиях одновременного воздействия вакуума и невесомости.
Известен высотный стенд для испытаний ракетных двигателей, в состав которого входят барокамера, платформа для установки двигателя, системы измерения и регистрации параметров и пульт управления (заявка №93 036 729 МПК F02K 11/00 (1995.01), F01M 9/00 (1995.01).
Известен стенд для раскрытия батареи солнечной космического аппарата в условиях, приближенных к невесомости, содержащий вертикальную ферму, технологическую раму с балансировочным грузом, звенья подкосов панели батареи солнечной, шарнирно закрепленные на вертикальной ферме стенда, и компенсатор, выполненный в виде груза, вес которого создает вращающий момент, компенсирующий работу сил тяжести звеньев подкосов (RU патент №2 567 678 МПК B64G 7/00 (2006.01).
3
Известен принятый за прототип вакуумно- динамический стенд для отработки систем разделения ракет, систем сброса аэродинамических обтекателей, защитных куполов приборных отсеков и т.п.в условиях глубокого вакуума и невесомости. Этот стенд включает барокамеру, рабочий объем которой - 6000 м, высота - 70 м и диаметр - 10 м, устройство для спасения отделившихся частей в виде сетчатого ловителя, системы измерения и регистрации параметров и пульт управления (СКБ-385, КБ машиностроения, ГРЦ «КБ им. академика В.П. Макеева», М., «Военный парад» - ГРЦ «КБ им. академика В.П. Макеева», 2007, стр. 186-187).
Указанный стенд обеспечивает возможность проведения наземных испытаний систем летательных аппаратов с их спасением в условиях глубокого вакуума и невесомости в течение 3 сек.
К недостаткам стенда относится сложность работ по подготовке объектов испытаний при расположении их в верхней части барокамеры и недостаточное время исследования работоспособности в условиях невесомости.
Задачей изобретения является устранение недостатков прототипа.
Поставленная задача решается тем, что в стенде для исследования работоспособности систем летательных аппаратов, в условиях вакуума и невесомости, содержащем барокамеру, платформу для установки объекта испытаний, устройство для спасения объекта испытаний, системы измерения и регистрации параметров и пульт управления, платформа для установки объекта испытаний монтирована горизонтально с возможностью вертикального перемещения на вертикальных направляющих, установленных в нижней части барокамеры, и снабжена разгонным устройством, например, в виде пружин, установленных на направляющих, устройствами стопорения начального и конечного положений, например, механизмами храпового типа, установленными в системе «платформа - направляющие», быстроразъемным замковым устройством и шарниром для поворота ее в вертикальное положение, расположенными на направляющих, а в верхней части направляющих выполнены амортизаторы, например, пружинного типа.
Совокупность отличительных признаков обеспечивает решение поставленной задачи, а именно: сокращает время выполнения экспериментальных работ и одновременно позволяет увеличить время пребывания объекта испытаний в состоянии невесомости, т.е. увеличить время проведения исследования работоспособности в условиях невесомости.
Сущность изобретения поясняется чертежом, где:
- на фиг. 1 показана принципиальная схема стенда в исходном положении;
- на фиг. 2 - положение частей стенда при улавливании объекта испытаний.
В состав стенда входит барокамера 1, в нижней части которой выполнены направляющие 2 с размещенной на них в горизонтальном положении платформой 3 для установки объекта испытаний 4. Для фиксации платформы в начальном (исходном) и в конечном положениях в системе «платформа-направляющие» выполнены соответственно стопорные устройства 5 и 6 храпового типа. Платформа 3 снабжена быстроразъемным замком 7 и шарниром 8, расположенным на направляющих со стороны, в плоскости, противоположной плоскости расположения замка 7, и предназначенным для поворота платформы в вертикальное положение под действием силы тяжести при его расцеплении. На направляющих 2 установлено разгонное устройство платформы 3 с установленным на ней объектом испытаний 4, выполненное в виде пружин 9. В верхней части направляющих 2 установлены амортизаторы 10 пружинного типа, предназначенные для ограничения вертикального перемещения платформы 3 и гашения кинетической энергии, приобретенной платформой при ее разгоне. Стенд снабжен системами измерения и регистрации параметров пультом управления процессом испытаний 11 и системами измерения и регистрации параметров (на чертеже не обозначены). Для спасения объекта испытаний 4 при его падении с высоты в нижней части барокамеры установлен ловитель 12.
Работа стенда при проведении испытания.
Исходное положение перед испытанием.
Платформа 3 с объектом испытаний 4 установлена на направляющих 2 в положении, при котором разгонным устройством, например в виде пружин 9, обеспечивается взлет объекта испытаний 4 на заданную высоту, необходимую для получения заданного времени пребывания его в условиях невесомости. В барокамере 1 создано путем откачки воздуха заданное разряжение атмосферы.
В состоянии готовности находятся системы измерения и регистрации параметров.
Процесс испытаний.
С пульта управления 11 подается команда на запуск систем измерения и регистрации параметров и на стопорное устройство 5, при срабатывании которого платформа 3 вместе с объектом 4 взлетает вверх. В момент соударения платформы 3 с амортизаторами 10 платформа останавливается в верхнем положении и фиксируется стопорным устройством 6. Объект испытаний 4 продолжает взлетать вверх до достижения скорости равной нулю, а затем падает вниз. В этот период времени происходит расцепление замка 7 и платформа 3 под действием силы тяжести разворачивается в вертикальное положение. При взлете объекта испытаний 4 на высоту 30 м суммарное время пребывания его в условиях невесомости (полет вверх-вниз) составляет около 5 сек, при взлете на высоту 40 м объект испытаний находится в невесомости 5,7 сек, а при взлете его на высоту 50 м время пребывания объекта в невесомости увеличивается до 6,3 сек. Этого времени достаточно для выполнения исследования работоспособности испытуемого объекта в условиях одновременного воздействия вакуума и невесомости. Объект испытаний 4 спасается при падении с высоты ловителем 12.
Предложенный стенд обеспечивает сокращение времени при выполнении подготовительных работ для проведения наземных испытаний и одновременно позволяет увеличить время пребывания объекта испытаний при воздействии вакуума в состоянии невесомости, т.е. повысить качество эксперимента и надежность работы объекта летательного аппарата в штатных условиях.
Предложение рекомендовано к внедрению.