СТЕНД ДЛЯ СТАТИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ КОРПУСА РАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯ
BENCH FOR STATIC TESTS OF ROCKET ENGINE HOUSING

Изобретение относится к ракетной технике, а именно к стендовому оборудованию, предназначенному для прочностной отработки корпусов ракетных двигателей (РД), например твердотопливных или гибридных, методом статических испытаний.
При натурной работе РД фланец для крепления сопла находится в сложном напряженно-деформированном состоянии, определяемом инерционными силами в полете, газодинамической составляющей силы тяги РД от раструба сопла и угла его поворота, зависящими от величины давления в корпусе РД.
Известен стенд (см. патент РФ №2195642 - прототип) для имитации состояния оболочечных конструкций при комплексном нагружении внутренним давлением в корпусе сжимающим усилием и изгибающим моментом на стыковочном узле, содержащий силовую раму, на верхней части которой смонтирован плавающий поршень.
В известном устройстве при статическом испытании корпусов РД фланец сопла не нагружается боковыми и изгибающими нагрузками, вызванными поворотом сопла.
Технической задачей настоящего изобретения является повышение достоверности результатов испытаний за счет имитации штатного нагружения корпуса внутренним давлением и заднего дна и фланца - боковыми и изгибающими нагрузками.
Сущность изобретения заключается в том, что в стенде для статических испытаний корпуса ракетного двигателя, содержащем силовую раму с элементами крепления испытываемого корпуса, приспособление для создания давления внутри корпуса и поршень, связанный с силовой рамой, поршень связан с силовой рамой шарнирно, через шток, и расположен в сопловом фланце корпуса, а шток поршня установлен под острым углом к оси соплового фланца и шарнирно связан с поршнем. В стенде на силовой раме может быть выполнен ряд отверстий для установки шарнира штока, а шток поршня может быть выполнен регулируемым по длине.
Шток поршня, размещенный под острым углом к оси соплового фланца корпуса, позволяет при нагружении корпуса РД внутренним давлением создать боковое усилие и изгибающий момент на сопловом фланце, имитирующие штатные условия работы корпуса, т.е. повысить достоверность испытания.
На чертеже показана заявляемая конструкция стенда.
Стенд содержит силовую раму 1, на которой закреплен испытуемый корпус РД 10. В сопловом фланце 2 корпуса установлено устройство для разгрузки, состоящее из заглушки 3 и поршня 4. Поршень с помощью штока 5 через шарниры 6, 7 и регулировочный элемент 8 соединен с силовой рамой.
Давление жидкости, подаваемой внутрь испытуемого корпуса при помощи приспособления для создания давления внутри корпуса 9, создает силу, которая стремится переместить поршень 4 вниз. Эта сила через шарнир 6 передается на шток 5 и раскладывается на две составляющие: одна вдоль штока, другая перпендикулярно оси поршня.
Угол α положения штока поршня выбирается из условия обеспечения величины и направления сил, действующих на сопловой фланец, и обеспечивается креплением штока за одно из отверстий Д в силовой раме, соответствующее необходимому углу. Шток поршня выполнен регулируемым по длине для обеспечения положения точки приложения сил, действующих на сопловой фланец при неизменном положении силовой рамы при любом выборе угла наклона α.
Таким образом, конструкция стенда для статических испытаний корпусов РД по сравнению с известной позволяет повысить достоверность результатов за счет имитации штатного нагружения корпуса внутренним давлением и заднего дна и фланца - боковыми и изгибающими нагрузками, причем нагружение корпуса внутренним давлением и боковыми силами происходит одновременно.