Изобретение относится, в частности к испытательной технике элементов летательных аппаратов (ЛА), а именно, к способам воспроизведения аэродинамического теплового и силового воздействия на внутреннюю поверхность отсека летательного аппарата в наземных условиях.
На данный момент известны различные методы тепловых испытаний, например способ теплового нагружения отсеков ЛА (патент RU 2517790 C1, дата публикации 27.05.2014), содержащий корпус, в котором нагрев осуществляется за счет пропускания электрического тока через поверхность, повторяющую поверхность испытываемого отсека. Однако данный способ имеет существенный недостаток: передача энергии осуществляется только контактным методом между нагреваемой поверхностью и нагревателем, при котором невозможно исследовать внутреннюю поверхность отсека.
Так же известен способ теплового нагружения обтекателей ракет из неметаллических материалов (патент RU 2583353 С1, дата публикации 05.10.2016), в котором силовое воздействие от нагружающих элементов передается на обтекатель с помощью стержней, проходящих через стенки токопроводящей и теплоизолирующей оболочки, однако техническое решение по патенту RU 2583353 С1 имеет ограниченное применение при воспроизведении теплового и силового воздействия на внутреннюю поверхность отсеков ЛА из-за ограниченного объема отсеков ЛА.
В качестве прототипа был выбран патент RU 2531052 С1, дата публикации 20.10.2014, в котором описан способ тепловых испытаний отсеков ракет, состоящий из корпуса и инфракрасного нагревателя, устанавливаемого внутри испытываемого объекта. При использовании данного способа нагреву подвергается определенная зона отсека ракеты (металлический шпангоут). Недостатком вышеописанного способа является невозможность использования этого способа по всей внутренней поверхности отсека ЛА.
Задачей предлагаемого технического решения является разработка стенда с максимальным приближением условий испытаний отсека ЛА к натурным посредством точного воспроизведения температур внутренней поверхности отсека ЛА, а также с возможностью нагружения отсеков внутренним давлением.
Технический результат предлагаемого изобретения заключается в обеспечении наилучшего соответствия распределения тепловых потоков, повышении эффективности и точности результатов измерения тепловой стойкости материалов.
Указанный технический результат достигается тем, что стенд для испытаний на нагрузки отсека летательного аппарата, содержит размещенный на основании корпус, с установленными внутри его нагревателями, при этом корпус выполнен в виде ряда изолированных друг от друга, эквидистантных внутренней поверхности корпуса отсека секций, при этом нагреватели представляют собой кварцевые галогенные лампы, закрепленные на каждой секции корпуса на одинаковом расстоянии друг от друга и с зазором относительно внутренней поверхности отсека ЛА, при этом каждая секция содержит алюминиевые диски, а на основании стенда установлены штуцера для подачи и сброса давления.
В частном варианте реализации изобретения на основании стенда установлены разъемы для термоэлектрических преобразователей.
Геометрия стенда повторяет внутренний контур отсека ЛА, а конструкция позволяет подавать давление во внутренний объем отсека.
На Фигуре изображен стенд для испытаний на нагрузки отсека летательного аппарата
На представленной фигуре показаны следующие элементы:
1 - секции;
2 - кварцевые галогенные лампы;
3 - алюминиевые диски;
4 - медные токоподводящие шины; 5- основание;
6 - штуцеры для подачи и сброса давления;
7 - разъемы для выхода термоэлектрических преобразователей.
Сущность изобретения: стенд для теплопрочностных испытаний на нагрузки отсека ЛА, состоящий из корпуса, имеющий две основные части (центральная и нижняя). Центральная часть состоит из ряда секций (1) независимых и изолированных друг от друга, что позволяет производить многозонный нагрев с различной задаваемой температурой. Ряд секций отсека повторяет форму внутренней поверхности отсека ЛА. Каждая секция выполнена из двух кольцевых ламподержателей, по периметру которых выполнены пазы, в которых на одинаковом расстоянии друг от друга закреплены кварцевые галогенные лампы (2) КГТ 220-1000-1, выполняющие нагрев внутренней поверхности отсека ЛА при испытании. Лампы удалены от внутренней поверхности отсека ЛА, чтобы избежать неравномерности поля излучения вследствие дискретности расположения ламп.
Каждая секция содержит алюминиевые диски (3), которые крепятся к основанию (5) при помощи шпилек, предназначенные для:
1) увеличения КПД ламп, за счет отражения их излучения;
2) защиты медных (4) токоподводящих шин от излучения ламп;
3) аккумуляция тепла после завершения нагрева и до конца испытания, что позволяет избежать перегрева и выхода из строя самого стенда.
К основанию (5) крепятся медные токоподводящие шины (4) подающие электричество на нагревательные элементы - кварцевые галогенные лампы (2) через соответствующие ламподержатели.
Нижняя часть стенда имеет основание (5), которое имитирует сопрягаемый отсек. На основании (5) предусмотрены штуцера для подачи (6) во внутренний объем между отсеком ЛА и стендом воздуха для создания давления внутри отсека ЛА во время полета и сброса давления, а так же разъемы (7) для выхода термоэлектрических преобразователей.
Предлагаемый стенд работает следующим образом. В процессе испытания система нагружения подает давление во внутренний объем отсека ЛА. Одновременно лампы нагревают внутреннюю поверхность отсека ЛА. Контроль за давлением осуществляется с помощью датчика давления и монометра, а за температурой в каждой зоне нагрева с помощью термоэлектрических преобразователей. По завершении испытания производится продувка внутреннего объема отсека ЛА через штуцеры подачи и сброса давления.
Предлагаемый стенд позволяет выполнить теплопрочностные испытания отсека ЛА с высокой эффективностью и точностью результатов.
