ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ МЕТАТЕЛЬНАЯ УСТАНОВКА
PNEUMATIC LAUNCHING SYSTEM

Изобретение относится к пневматическим метательным установкам, а именно к пневматическим устройствам для испытания элементов авиационных двигателей на ударное воздействие.
В качестве наиболее близкого аналога (прототипа) выбрана пневматическая метательная установка, содержащая источник газа высокого давления, ствол с установленным внутри него поддоном под размещение в нем метаемого тела, при этом поддон выполнен меньшего диаметра, чем ствол (см. полезную модель RU 111653 U1, МПК G01M 7/08, 20.07.2011 г.).
Основными недостатками такого технического решения является наличие одноразового демпфирующего элемента, установка средства для улавливания поддона на стволе пневматической метательной установки, что приводит к дополнительной ударной нагрузке на последний и к уменьшению его ресурса, а также может привести к отделению поддона от поршня и попаданию первого в объект испытания.
Задачей предлагаемого изобретения является исключение описанных выше недостатков.
Техническим результатом, достигаемым при использовании заявленного устройства, является гарантированное исключение попадания поддона в объект испытания, обеспечение многоразового использования устройства для улавливания поддона и исключение ударного воздействия на ствол пневматической метательной установки, что повышает точность проводимого эксперимента и ресурс пневматической метательной установки в целом.
Ожидаемый технический результат достигается тем, что пневматическая метательная установка, содержащая источник газа высокого давления и ствол, а также выполненная с возможностью расположения внутри последнего полого поддона с размещенным в нем метаемым телом, согласно предложению снабжена средством для улавливания поддона, установленным непосредственно за срезом ствола на отдельной раме и содержащим основание, переднюю стенку, заднюю стенку, по меньшей мере, две направляющие и, по меньшей мере, два инерционных элемента, при этом основание жестко закреплено на отдельной раме, передняя и задняя стенки жестко закреплены на последнем, а направляющие расположены между передней и задней стенками вдоль оси ствола и жестко закреплены на них, а инерционные элементы выполнены разной массы и установлены на направляющих с возможностью перемещаться вдоль них таким образом, что самый легкий инерционный элемент расположен первым за передней стенкой, а самый тяжелый инерционный элемент максимально удален от нее, а также в передней стенке и задней стенке выполнены отверстия большего диаметра, чем наружный диаметр поддона, а в каждом инерционном элементе выполнено отверстие меньшего диаметра, чем наружный диаметр поддона, но большего диаметра, чем внешний диаметр, описывающий радиальный габаритный размер метаемого тела.
Установка может содержать четыре направляющие. Установка может содержать шесть инерционных элементов, а инерционные элементы образуют три пары разной массы, при этом масса инерционных элементов внутри каждой пары одинакова. Инерционные элементы могут быть равномерно распределены между передней и задней стенками. Инерционные элементы могут быть выполнены в форме цилиндров с центральным отверстием, при этом высота цилиндров прямо пропорциональна массе инерционных элементов. Направляющие могут быть выполнены в виде стержней с шляпкой со стороны передней стенки и с резьбой под гайку со стороны задней стенки. Направляющие могут быть закреплены на передней и задней стенках посредством разъемного соединения.
Установка может дополнительно содержать по меньшей мере один демпфирующий элемент, установленный на направляющих между максимально удаленным от передней стенки инерционным элементом и задней стенкой с возможностью перемещения вдоль них и упирания в заднюю стенку. При этом количество демпфирующих элементов соответствует количеству направляющих, а демпфирующие элементы выполнены в виде пружин.
Снабжение пневматической метательной установки средством для улавливания поддона, установленным непосредственно за срезом ствола на отдельной раме и содержащем основание, переднюю стенку, заднюю стенку, по меньшей мере, две направляющие и, по меньшей мере, два инерционных элемента, позволяет исключить ударное воздействие со стороны поддона при его улавливании на ствол и исключить попадание поддона в объект испытания, что повышает точность проводимого эксперимента и ресурс пневматической метательной установки в целом.
Расположение направляющих между передней и задней стенками и жесткое закрепление их на последних позволяет разместить инерционные элементы между стенками и обеспечить их смещение вдоль направляющих под действием инерционных сил со стороны поддона, исключая их мгновенное действие на средство для улавливание поддона и снижая тем самым амплитуду данного динамического воздействия, что повышает точность проводимого эксперимента за счет улавливания поддона и ресурс, как средства для улавливания поддона, так и всей пневматической метательной установки в целом.
Выполнение инерционных элементов разной массы и установка их на направляющих с возможностью перемещаться вдоль них таким образом, что самый легкий инерционный элемент расположен первым за передней стенкой, а самый тяжелый инерционный элемент максимально удален от нее, позволяет постепенно тормозить поддон от первого инерционного элемента к последнему посредством инерционных нагрузок, возникающих от их смещения вдоль направляющих. Это растягивает процесс торможения поддона по времени, исключая мгновенное действие с последнего на средство для улавливания поддона и снижая тем самым амплитуду данного динамического воздействия, что повышает точность проводимого эксперимента за счет улавливания поддона и ресурс, как средства для улавливания поддона, так и всей пневматической метательной установки в целом.
Выполнение в передней стенке и задней стенке отверстий большего диаметра, чем наружный диаметр поддона, а в каждом инерционном элементе выполнено отверстие меньшего диаметра, чем наружный диаметр поддона, но большего диаметра, чем внешний диаметр, описывающий радиальный габаритный размер метаемого тела, позволяет беспрепятственно пролететь метаемому телу и задержать поддон, что повышает точность проводимого эксперимента.
Кроме того, содержание в пневматической метательной установке четырех направляющих, шести инерционных элементов, образующих три пары разной массы, при этом масса инерционных элементов внутри каждой пары одинакова, а также равномерное распределение инерционных элементов между передней и задней стенками, позволяет наиболее эффективно тормозить поддон, при этом сохраняя его целостность, что повышает ресурс пневматической метательной установки в целом.
Кроме того, выполнение инерционных элементов в форме цилиндров с центральным отверстием, при этом высота цилиндров прямо пропорциональна массе инерционных элементов, позволяет выполнить инерционные элементы разной массы и наиболее эффективно тормозить поддон, при этом сохраняя его целостность, что повышает ресурс пневматической метательной установки в целом.
Кроме того, выполнение направляющих в виде стержней с шляпкой со стороны передней стенки и с резьбой под гайку со стороны задней стенки, то есть закрепление направляющих на передней и задней стенках посредством разъемного соединения, позволяет под каждое конкретное испытание, в зависимости от массы поддона, устанавливать требуемое количество инерционных элементов определенной массы. Это позволяет уменьшить амплитуду динамического воздействия на средство для улавливания поддона, что увеличивает ресурс, как средства для улавливания поддона, так и всей пневматической метательной установки в целом.
Кроме того, выполнение установки такой, что она дополнительно содержит, по меньшей мере, один демпфирующий элемент, установленный на направляющих между максимально удаленным от передней стенки инерционным элементом и задней стенкой с возможностью перемещения вдоль них и упирания в заднюю стенку, или такой, что количество демпфирующих элементов, выполненных в виде пружин, соответствует количеству направляющих, позволяет уменьшить амплитуду динамического воздействия на заднюю стенку со стороны инерционных элементов, что увеличивает ресурс, как средства для улавливания поддона, так и всей пневматической метательной установки в целом.
Сущность настоящего изобретения поясняется чертежами.
На фиг. 1 - представлен вид сбоку на заявленное изобретение.
На фиг. 2 - представлен увеличенный вид на средство для улавливания поддона.
В частном случае реализации пневматическая метательная установка содержит источник газа высокого давления 1, ствол 2 с установленным внутри поддоном 3 под размещение в нем метаемого тела 4 (фиг. 1), которое расположено в поддоне 3. Заявленное устройство снабжено средством 5 для улавливания поддона 3, установленным непосредственно за срезом ствола 2 на отдельной раме 6 и содержащим основание 7, переднюю стенку 8, заднюю стенку 9, четыре направляющие 10 и шесть инерционных элементов 11. При этом основание 7 жестко закреплено на отдельной раме 6, передняя стенка 8 и задняя стенка 9 жестко закреплены на последнем, а направляющие 10 расположены между передней стенкой 8 и задней стенкой 9, а также жестко закреплены на них посредством разъемных соединений. Инерционные элементы 11 равномерно установлены на направляющих 10 с возможностью перемещения вдоль последних. Их масса изменяется от меньшей к большей со стороны передней стенки 8 по парам. У первой пары одинаковая масса, у двух последующих тоже одинаковая масса, но большая, чем у предыдущих, и так далее. Также на каждой направляющей 10, между задней стенкой 9 и близлежащим к ней инерционным элементом 11 установлены по одному демпфирующему элементу 12, выполненных в виде одинаковых пружин, контактирующих с последними (фиг. 2) При этом инерционные элементы 11 и демпфирующие элементы 12 выполнены с возможностью перемещения вдоль направляющих 10. Каждая направляющая 10 на конце со стороны передней стенки 8 содержит шляпку 13, а с противоположного конца содержит резьбу под гайку 14. При помощи данных элементов реализуется разъемные соединения направляющих 10 с передней стенкой 8 и задней стенкой 9. Для повышения надежности данных соединений их контрят при помощи гаек 15. Каждый инерционный элемент 11 выполнен в виде цилиндра с центральным отверстием 16, диаметр которого меньше наружного диаметра поддона 3, но больше внешнего радиального габаритного размера метаемого тела 4. В передней стенке выполнено отверстие 17 и в задней стенке 9 выполнено отверстие 18, диаметр которых больше внешнего диаметра поддона 3. Источник газа высокого давления 1 соединен со стволом 2 посредством переходного элемента 19 и установлены на раме 20 (фиг. 1).
Сборка заявленного устройства осуществляется в следующем порядке. На раме 20 устанавливают источник газа высокого давления 1 со стволом 2, соединяют их посредством переходного элемента 19. Непосредственно за срезом ствола 2 на отдельную раму 6 устанавливают основание 7 с жестко закрепленными на нем передней стенкой 8 и задней стенкой 9. На переднюю стенку 8 устанавливают направляющие 10, на последние одевают инерционные элементы 11 и демпфирующие элементы 12. После чего направляющие 10 крепят на задней стенке 9 посредством гаек 14 и контрят каждое соединение гайками 15. Пневматическая метательная установка собирается таким образом, чтобы ось ствола 2 совпадает с осями отверстий 17 в передней стенке 8, отверстиями 16 в инерционных элементах 11 и отверстием 18 в задней стенке 9. После чего в ствол закладывают поддон 3 с размещенным в нем метаемым телом 4, а инерционные элементы 11 равномерно располагают на направляющих 10, уперев ближайший из них в демпфирующие элементы 12, а последние в заднюю стенку 9.
При испытании газ под большим давлением подается в ствол 2 перед поддоном 3. Последний под действием давления газа начинает перемещаться по стволу 2 совместно с метаемым телом 4. После вылета из ствола поддон 3 ударяется о первый встреченный по пути инерционный элемент 11 и начинает тормозится об него, вынуждая его перемещаться с собой совместно далее вдоль направляющих 10, встречая по пути поочередно установленные инерционные элементы 11 вплоть до упертых в заднюю стенку 9 демпфирующих элементов. А метаемое тело продолжает свой полет дальше до объекта испытания. После остановки поддон 3 остается в средстве 5 для улавливания поддона 3.
В целом, применение заявленной пневматической метательной установки за счет установленного на отдельной раме 6 средства 5 для улавливания поддона 3 позволяет избежать попадание последнего в объект испытания, сохранить его целостность и уменьшить ударную нагрузку на ствол 2, что повышает точность проводимого эксперимента и ресурс пневматической метательной установки в целом.