[1]Изобретение относится к испытательной технике, определяющей тепловую стойкость конструкций изделия, в частности для имитации нагрева внешней поверхности отсека летательного аппарата (ЛА).
[2]На сегодняшний день известно множество методов и способов для тепловых испытаний отсеков ЛА. Одним из таких является нагрев радиационным способом. При этом нагреватель состоит из каркаса с несколькими зонами нагрева, обеспечивающие необходимое распределение температурного поля по высоте испытываемого отсека (Статистические испытания на прочность сверхзвуковых самолетов. /А.Н. Баранов [и др.]. М.Машиностроение, 1974, 344 с). Однако, данная установка имеет ряд существенных недостатков: наличие погрешности измерения температурного поля и низкий КПД вследствие больших потерь тепла излучением и конвекцией в окружающую среду.
[3]Известен нагреватель для стенда испытаний на прочность (RU 2548617 C1, дата публикации 20.04.2015), содержащий каркас, нагревательные элементы, токоподводящие шины, в котором нагрев осуществляется засчет подводимого тока, при этом требуется контакт с наружной поверхностью отсека. Однако, нагрев испытываемого отсека ограничен температурой плавления материала из-за непосредственно контакта нагревателя с отсеком. Также данный нагреватель проектируется под конкретный отсек испытаний, что исключает его применение для отсеков различной конфигурации.
[4]Наиболее близким по технической сущности является нагреватель, описанный в «Способе теплового нагружения обтекателей ракет из неметаллических материалов» (RU 2456568 С1) содержащий каркас, нагревательные элементы, токоподводящие шины, в котором нагрев осуществляется за счет подводимого тока. Недостатком данного устройства является разнотолщинность каркаса. Каркас, обеспечивающий непосредственный контакт поверхностного нагревательного элемента с испытываемым отсеком, разбитый на секторы, в верхней части прилегает к носовой части отсека и выполнен с большей толщиной, из-за которой увеличивается инерционность данного участка нагревателя.
[5]Проанализировав вышеуказанные разработки, а также методы и способы тепловых испытаний, используемых для ЛА, был спроектирован данный нагреватель.
[6]Техническим результатом заявляемого изобретения является повышение точности и достоверности результатов тепловых испытаний отсеков ЛА любой конфигурации.
[7]Указанный технический результат достигается тем, что нагреватель для тепловых испытаний внешней поверхности отсека летательного аппарата (ЛА), содержит каркас, нагревательные элементы, токоподводящие шины, при этом каркас выполнен в виде цилиндра с независимыми, изолированными друг от друга секциями, создающими зоны прогрева отсека ЛА, на внешней поверхности которого установлены отражающие экраны, а в верхней его части установлена крышка.
[8]Для уменьшения величины погрешности задания температурного поля расстояние от отсека до излучающей поверхности нагревателя устанавливается таким образом, чтобы избежать неравномерности поля излучения вследствие дискретности расположения ламп, а также избежать уменьшения плотности потока излучения не более 10%, при этом нагреватель выполнен в виде цилиндра для расширения номенклатуры испытываемых отсеков.
[9]В качестве нагревательных элементов могут быть использованы лампы. В частном варианте реализации предлагаемого технического решения используют лампы, цоколи которых выполнены в виде гармошки.
[10]Отражающие экраны представляют собой сегменты цилиндрической формы, которые могут быть гладко отполированы с внутренней стороны.
[11]Крышка представляет собой диск цилиндрической формы, при этом крышка может быть гладко отполирована с внутренней стороны.
[12]Предлагаемое техническое решение показано на чертежах.
[13]На прилагаемых к описанию чертежах представлено следующее.
[14]Фигура 1 - нагреватель для тепловых испытаний внешней поверхности отсека летательного аппарата;
[16]На представленных фигурах показаны следующие элементы:
[18]2 - кольцевые токоподводящие шины,
[19]3 - нагревательные элементы - лампы,
[21]5 - отражающие экраны,
[22]6 - цилиндрическая крышка,
[25]Сущность изобретения: нагреватель для внешней поверхности отсека, в котором нагрев осуществляется путем подведения тока на нагревательные элементы, состоит из каркаса (1), к которому через изолирующие приспособления крепятся кольцевые токоподводящие шины (2) соответствующей полярности, на которых закреплены нагревательные элементы - лампы (3), при этом цоколи ламп (4) выполнены в виде «гармошки» из тугоплавкого материала. Конструкция цоколей ламп (4) в виде «гармошки» устраняет вероятность разрушения ламп (3) за счет тепловых деформаций колбы и позволяет повысить надежность работы ламп (3). Конструкция нагревателя образует независимые, изолированные друг от друга секции, создающие зоны нагрева отсека ЛА. При этом с внешней стороны каркаса устанавливаются отражающие экраны (5), представляющие собой сегменты цилиндрической формы, гладко отполированные с внутренней стороны для максимально лучшего отражения теплового потока. С целью устранения деформаций в процессе нагрева, отражающие экраны устанавливаются с зазором относительно друг друга. В верхней части расположена плоская цилиндрическая крышка (6) представляющая собой диск цилиндрической формы, с внутренней стороны гладко отполированной для максимально лучшего отражения теплового потока, нивелирующая потерю излучения. Крышка (6) и отражающие экраны (5) образуют закрытый объем, тем самым уменьшая потерю тепла за счет конвекции. Нагреватель устанавливается и закрепляется при помощи 4-х «лап» (7), привариваемых к стойкам каркаса. Для подъема нагревателя в каркас сверху вворачиваются рым-болты (8).
[26]Нагреватель работает следующим образом: в процессе испытания нагревательные элементы, расположенные по секциям, посредством подачи тока, нагреваются, оказывая тепловое воздействие с различной температурой на внешнюю поверхность отсека. Контроль за температурой осуществляется с помощью датчиков, установленных на отсеке в каждой зоне прогрева.
