СТЕНД ДЛЯ ОТРАБОТКИ МЕХАНИЗМОВ ПРИНУДИТЕЛЬНОГО РАСКРЫТИЯ АЭРОДИНАМИЧЕСКИХ РУЛЕЙ РЕАКТИВНЫХ СНАРЯДОВ ПРИ СТАРТЕ

Техническое решение относится к области изучения, организации и проведения испытаний и отработки сложных дорогостоящих объектов, в основном военного назначения, и предназначено для объективного контроля параметров технического состояния систем и элементов реактивного снаряда, например механизмов раскрытия аэродинамических рулей управляемой авиационной ракеты, в том числе в условиях действия многочисленных нагрузок. В частности, в процессе имитации запуска снаряда, например из транспортного контейнера, при анализе условий срабатывания механизмов приведения его складных рулевых поверхностей в рабочее состояние, и оперативной регулировке синхронности их раскрытия.
Стенд может быть использован для испытаний и отработки различных устройств объекта управления, приводимых в рабочее состояние в процессе его функционирования. Таких, как специальные электромеханические арретиры перемещений радиолокационных антенн» аттенюаторы сигналов, блоки газодинамических рулей и другие элементы. Возможно его применение для оценки технического состояния и качества работы подсистем реактивного снаряда, в том числе для принятия решения о целесообразности дальнейшего применения таких ракет.
Преимущественно, оно касается испытаний и отработки механизмов принудительного раскрытия аэродинамических рулей при старте твердотопливных ракет класса «земля-воздух», как правило, предназначенных для обеспечения противовоздушной обороны промышленных и военно-технических объектов страны.
Решение также может быть использовано для аналогичных задач и в других областях человеческой деятельности, например при контроле относительного положения гражданских грузов, перевозимых на автомобильном или морском транспорте, при оценке надежности и эффективности их закрепления, при проведении работ по испытаниям при сертификации продукции, в том числе военного назначения.
Известны и широко применяются аналоги настоящего решения -различные способы и соответствующие стенды для имитации (моделирования) условий, проведения испытаний и отработки механизмов принудительного приведения в стандартное (требуемое) положение рабочих органов различных объектов, в том числе военного назначения. Например, таких, как управляющие поверхности аэродинамических рулей при старте твердотопливных реактивных снарядов, или рабочих органов строительных и дорожных машин. В частности, приведенные в сборнике трудов ВНИИСтройдормаш №118 «Проблемы создания микропроцессорных и микроэлектронных систем для автоматизации СДМ»: Под общей редакцией Э.Н.Кузина. - М., 1990. - стр. 58-61. В них, как правило, используются специальные контактные датчики положения ориентируемого элемента объекта (руля), задатчики и блоки сравнения сигналов, связанные со средствами контроля состояния объекта испытаний.
Основными недостатками отмеченных средств для отработки механизмов принудительного раскрытия подвижных элементов объекта, в частности таких как аэродинамических рулей реактивных снарядов при старте, являются их ограниченные функциональные возможности, низкая точность измерения параметров движения и сложность операций регулировки их синхронности. Последние занимают значительные сроки времени и требуют довольно больших материальных затрат.
Известны также оборудование и методика измерения отрезков времени, которые можно использовать для отработки механизмов принудительного раскрытия подвижных аэродинамических рулей авиационных управляемых реактивных снарядов при старте -прототип, описанный в Паспорте гИ2.815.052ПС «Секундомер электрический с таймерными выходами СТЦ-2М», Москва, 1999.
Такой стенд имеет монтажное основание, на котором закреплен испытуемый реактивный снаряд со складными аэродинамическими рулями, каждый из которых оборудован механизмом его принудительного раскрытия и связан с фиксатором и стопорным устройством. Кроме того, последние оборудованы первым и вторым контактными индикаторами, связанными со счетчиком времени раскрытия руля.
К основным недостаткам рассмотренного стенда-прототипа относятся:
- низкая точность измерения параметров движения рулей при их принудительном раскрывании и сложность операций регулировки их синхронности.
- недостаточные функциональные возможности стенда, например, в части оперативности, качества обработки и визуализации результатов испытаний, а также оценки эффективности и автоматизации настройки механизма раскрывания рулей снаряда.
- многократность операций и высокая трудоемкость производимой регулировки механизма, вызванной неравномерностью скоростей движения рулей при раскрытии.
Задачей, решаемой настоящим техническим решением, его целью, является совершенствование конструкции стенда, расширение его функциональных возможностей, повышение точности измерения параметров движения рулей и операций регулировки их синхронности при раскрытии.
Основные методические недостатки прототипа в части повышения точности и достоверности измерения параметров движения рулей при их принудительном
ni
раскрывании, улучшение оперативности, качества обработки и визуализации результатов испытаний, упрощения операций регулировки их синхронности, можно устранить, если для фиксации параметров движения рулей использовать сигналы датчиков линейных ускорений (ДЛУ). При соответствующей ориентация их осей чувствительности в направлении оси вращения руля, сигнал a каждого J-го такого датчика будет равен
где W, V и R - соответственно, угловая и линейная, в точке расположения ДЛУ, скорости вращения руля, расстояние датчика от его оси.
На фиг.1 для примера приведена зависимость снимаемого с ДЛУ сигнала при движении руля. Поскольку в механизме его принудительного раскрытия зачастую используют пружины, а они обладают неравномерной жесткостью, возникают значительные флуктуации скоростей и в прототипе имеют место большие сложности в настройке их симметрии.
Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что известный стенд для отработки механизмов принудительного раскрытия при старте аэродинамических рулей реактивных снарядов, содержащий монтажное основание с закрепленным на нем испытуемым реактивным снарядом со складными аэродинамическими рулями, каждый из которых оборудован механизмом его принудительного раскрытия и связан с фиксатором и стопорным устройством, а также счетчики времени, отличающийся тем, что на каждом руле жестко закреплен датчик линейных ускорений, электрически связанный с содержащим счетчики времени блоком обработки и анализа данных, к которому подключены задатчик требуемого времени раскрытия руля и устройство отображения результатов.
Кроме того, для сокращения времени подготовки стенда к испытаниям, их объема и автоматизации обработки результатов, его блок обработки и анализа данных дополнительно оборудован элементами сравнения, соответственно по числу рулей снаряда, связанными с задатчиком требуемого времени раскрытия руля и счетчиками времени, соединенными с соответствующими датчиками линейных ускорений.
Для повышения точности испытаний и отработки механизмов принудительного раскрытия подвижных аэродинамических рулей снаряда ось чувствительности каждого датчика линейных ускорений при его закреплении на руле ориентирована в направлении, перпендикулярном оси вращения последнего.
На фиг.1 представлена обобщенная функциональная блок-схема стенда для отработки механизмов принудительного раскрытия при старте аэродинамических рулей реактивных снарядов.
Фиг.2 иллюстрирует структурную схему блока обработки и анализа данных заявляемого стенда.
На фиг.3 для пояснения принципа работы предлагаемого стенда приведена зависимость снимаемого с ДЛУ сигнала при движении руля.
Стенд для отработки механизмов принудительного раскрытия при старте аэродинамических рулей реактивных снарядов содержит монтажное основание 1 с закрепленным на нем испытуемым реактивным снарядом 2 со складными его аэродинамическими рулями 3, каждый из которых оборудован механизмом 4 принудительного раскрытия и связан с фиксатором 5 и стопорным устройством 6, а также счетчики 7 времени, отличающийся тем, что на каждом руле 3 жестко закреплен датчик 8 линейных ускорений, электрически связанный с содержащим счетчики времени 7 блоком 9 обработки и анализа данных,
к которому подключены задатчик 10 требуемого времени раскрытия руля 3 и устройство 11 отображения результатов.
Кроме того, для сокращения времени подготовки стенда к испытаниям, их объема и автоматизации обработки результатов, его блок 9 обработки и анализа данных дополнительно оборудован элементами 12 сравнения, соответственно по числу рулей 3 снаряда, связанными с задатчиком 13 требуемого времени раскрытия руля 3 и счетчиками 7 времени, соединенными с соответствующими датчиками 8 линейных ускорений.
Для повышения точности испытаний и отработки механизмов 4 принудительного раскрытия подвижных аэродинамических рулей 3 снаряда 2 ось чувствительности каждого датчика 8 линейных ускорений при его закреплении на руле 3 ориентирована в направлении, перпендикулярном оси вращения последнего.
Стенд для отработки механизмов принудительного раскрытия при старте аэродинамических рулей реактивных снарядов функционирует следующим образом:
Перед началом испытаний реактивный снаряд 2, например с помощью тельфера или лебедки, устанавливают и закрепляют на монтажном основании 1 стенда. На его рули 3 (или каждый руль при их последовательной настройке), каждый из которых при производстве оборудован механизмом 4 его принудительного раскрытия, чаще всего пружинным, и связан с фиксатором 5 и стопорным устройством 6, жестко закрепляют датчики 8 линейных ускорений. Выходы последних электрически связывают со счетчиками времени 7 блока 9 обработки и анализа данных. Их, в свою очередь, подключают к элементами 12
сравнения, предварительно связанным с задатчиком 10 требуемого времени раскрытия руля 3.
n
ni
Затем, в зависимости от испытываемой и настраиваемой конструкции снаряда 2, а конкретно механизма 4 принудительного раскрытия его соответствующего руля 3, вручную отжимают или дистанционно, с помощью электромагнита, отпускают фиксатор 5, после чего производится раскрытие руля 3 путем его вращения относительно оси механизма 4 до соприкосновения со стопорным устройством 6. При этом, датчиком 8 линейных ускорений, в соответствии с выражением (1), измеряют сигнал a ускорения точки руля 3, отстоящей на расстояние R от оси механизма 4 (или a для каждого J-го руля).
n
mp
mp
a
доп
доп
При отличии от нуля сигнала a>0, включается счетчик 7 и фиксирует время 7д движения руля 3 до его соприкосновения со стопорным устройством б и остановки. При этом сигнал на элементе 12 сравнивается с величиной Т, требуемого времени раскрытия руля 3, а их разница б=(T-Т) поступает в устройство 11 отображения результатов. В случае, если б>б - допустимого по техническим условиям значения б, оператор стенда производит дополнительную настройку механизма 4, например затяжку его пружины, и последующее испытание до получения требуемого результата. Аналогичные операции производятся для всех рулей 3, либо последовательно или, для сокращения времени одновременно.
По отображенным на экране результатам, оператор принимает решение о продолжении испытаний, изменении их режимов, делает выводы о целесообразности внесения изменений, при необходимости, в конструкцию снаряда и так далее. Как показали, расчеты, такой стенд позволит на 20-25% сократить сроки и объем необходимых для успешной отработки конструкции реактивных снарядов и испытаний механизмов раскрывания его рулей.