ОТМЕТЧИК ПОЛОЖЕНИЯ ЗАГОЛОВНИКА
HEADREST POSITION INDICATOR

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и может быть использовано в машиностроительной и приборостроительной промышленности для измерения линейных перемещений.
В практике испытаний катапультных кресел возникает необходимость определения начальной скорости движения и положения заголовника (контейнера с парашютом) при сходе его с направляющей трубы.
В процессе испытаний механизма ввода парашюта (МВП) заголовник полностью отделяется от кресла и двигается самостоятельно под действием инерционных и гравитационных сил.
Время от начала движения заголовника до схода с направляющей трубы составляет 20-30 мс, максимальная скорость в момент разделения с креслом может достигать значений порядка 40-45 м/с.
При перемещении по направляющей трубе заголовник подвергается воздействию высокочастотных вибраций и ударов, возникающих вследствие соударения перемещающихся металлических элементов конструкции.
Известно устройство для преобразования линейного перемещения в электрический сигнал (патент RU №92529, приоритет 13.11.2009 г.), содержащее считывающее устройство в виде измерительного резистора, мерную тягу в виде троса, электрические перемычки контактов, закрепленные к тросу с шагом, обеспечивающим требуемую точность измерения, а измерительный резистор состоит из последовательно соединенных резисторов, к выходным контактам которых подсоединены перемычки.
Недостатками указанного прототипа являются следующие.
1 Высокая чувствительность к ударам и вибрациям, приводящая к ошибке измерения перемещения при катапультировании заголовника. Эта чувствительность объясняется наличием перемычек, выполненных из тонкой проволоки, которые должны разрываться при движении троса, но вследствие воздействия вибраций и ударов происходит их преждевременное неконтролируемое разрушение.
2 При контакте гибкой мерной тяги с клапаном камеры заголовника, открывающегося при катапультировании, происходит преждевременное вытягивание мерной тяги с разрушением перемычек контактов, что приводит к ошибке измерения перемещения при катапультировании заголовника.
Задачей изобретения является создание отметчика положения заголовника с таким его конструктивным исполнением, которое позволит исключить влияние факторов, искажающих результаты измерений (ударов, вибраций, потока пороховых газов и открывающихся клапанов камеры заголовника) и повысить точность получения данных о положении заголовника при его отстреле.
Поставленная задача решается отметчиком положения заголовника, в котором тяга представляет собой жесткую пластину, выполненную из металла, например, алюминия, с нанесенными на определенном заданном расстоянии друг от друга прямоугольными сквозными отверстиями, помещенную в направляющую трубку с установленным на ней устройством считывания, состоящим из источника излучения на одной стороне и фотоприемника на другой. Такая конструкция позволяет защитить элементы отметчика от воздействия клапана заголовника и пороховых газов. Тяга крепится к заголовнику и перемещается вместе с ним.
Заявляемый отметчик положения заголовника представлен фигурами 1-3.
На фиг. 1 представлен отметчик положения, общий вид.
На фиг. 2 представлена мерная тяга.
На фиг. 3 представлен график импульсов выходного сигнала с устройства считывания при перемещении тяги.
Заявляемый отметчик положения заголовника состоит из бесконтактного устройства считывания (оптической пары) - источника излучения 1 и фотоприемника 2, закрепленных на направляющей трубке 3, внутри которой перемещается тяга 4.
Тяга представляет собой металлическую, например, алюминиевую, полосу толщиной 2 мм, на которой выполнены с заданным шагом прямоугольные сквозные отверстия 6.
Направляющая трубка 3, внутри которой проходит тяга 4, имеет прямоугольное сечение для предотвращения поворачивания тяги на рабочем участке и минимизации амплитуды вибрации.
Сигнал с устройства считывания подается на вход модуля аналого-цифрового преобразователя 5 и оцифровывается с заданной частотой, обеспечивающей достаточную точность определения положения заголовника.
Заявляемый отметчик положения работает следующим образом.
Одним концом тяга 4 крепится к подвижной части заголовника в точке 7 и при его отстреле движется с ним синхронно.
Направляющая трубка 3 крепится к неподвижному основанию заголовника в одной точке через сферический подшипник.
Измерение хода производится на участке 350-550 мм траектории движения заголовника.
При движении заголовника регистрируются импульсы, соответствующие моментам прерывания и восстановления оптической связи при движении тяги 4 внутри трубки 3 (фиг. 3).
По регистрации этих импульсов возможно определять положение и скорость движения заголовника: определяются значения временных интервалов - точки t1, t2, t3 и т.д. (фиг. 3), соответствующих известным линейным размерам L1, L2, L3 и т.д. (фиг. 2).
Средняя скорость заголовника на ходе ΔL=L2-L1 определяется из соотношения длины участка, на котором производится измерение хода заголовника, и времени его прохождения Δt=t2-t1.
Таким образом, решается задача создания отметчика положения заголовника с таким его конструктивным исполнением, которое позволяет повысить точность получения данных о положении заголовника при его отстреле.