Способ испытания летательных аппаратов на прочность и устройство для его осуществления

Способ испытания летательных аппаратов на прочность и устройство для его осуществления

Реферат

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к стендам для прочностных испытаний летательных аппаратов.

Известен способ испытаний летательных аппаратов на прочность, заключающийся в воздействии на испытываемый летательный аппарат периодической знакопеременной нагрузкой посредством подачи рабочей жидкости через магистральные трубопроводы от насосной станции к нагружающим испытуемый летательный аппарат гидравлическим силовозбудителям и измерении величины полученной нагрузки с помощью датчиков силы, связанных с программным устройством, управляющим процессом подачи рабочей жидкости к гидравлическим силовозбудителям.

Известно устройство для испытания летательных аппаратов на прочность, содержащее рычажную систему, подсоединенные посредством нее к конструкции испытуемого летательного аппарата гидравлические силовозбудители, программное устройство, связанные с ним датчики силы, насосную станцию и связанные с ней магистральные трубопроводы для подачи рабочей жидкости к гидравлическим силовозбудителям.

Аналоги:

1. Литвак В.И. Автоматизация усталостных испытаний натурных конструкций. - М: Машиностроение, 1972, с.12-48, с.164-200.

2. Баранов А.Н., Белозеров Н.Г., Ильин Ю.С., Кутьинов В.Ф. Статические испытания на прочность сверхзвуковых самолетов. - М.: Машиностроение, 1974, с.193-220.

Недостатком известного способа является то, что в процессе работы происходят значительные изменения параметров системы нагружения (давления и расхода) и физико-технических свойств рабочей жидкости (температуры, загрязнения, газонасыщения, кислотного числа, вязкости и др.).

Известное устройство включает в себя ряд элементов (гидравлические силовозбудители, программное устройство, насосную станцию высокого давления), имеющих сложное конструктивно-технологическое исполнение, что влияет на надежность системы и требует значительных эксплуатационных затрат.

Наиболее близким аналогом по технической сущности к заявленному способу и устройству является взятый за прототип патент на изобретение №2199101, G01M 5/00 «Способ испытания летательных аппаратов и устройство для его осуществления».

Известен способ испытаний летательных аппаратов на прочность, заключающийся в том, что величину нагрузки регулируют количеством жидкости, поданной в гидравлические силовозбудители, выполненные в виде гидроемкостей с отверстиями в верхней части, темпы нарастания и уменьшения нагрузки регулируют посредством дросселирования жидкости с помощью регулируемых дросселей в магистралях подачи и слива рабочей жидкости, образованных в магистральных трубопроводах, процессом подачи рабочей жидкости к гидравлическим силовозбудителям управляют с помощью двухходовых распределителей, установленных в магистралях нагнетания и слива рабочей жидкости и управляемых от программного устройства, а сбор излишка рабочей жидкости, вытекающей из гидроемкости через отверстия, выполненные в их верхней части, при перегрузке испытуемого летательного аппарата осуществляют с помощью поддона, связанного через магистраль слива рабочей жидкости с насосной станцией.

Известно устройство для испытания летательных аппаратов на прочность, содержащее гидравлические силовозбудители, выполненные в виде гидроемкостей с отверстиями в верхней части, при этом устройство для испытания летательных аппаратов на прочность дополнительно снабжено связанными с программным устройством двухходовыми распределителями и регулируемыми дросселями, установленными в магистралях нагнетания и слива рабочей жидкости, образованных в магистральных трубопроводах, а также поддонами для сбора излишка рабочей жидкости, вытекающей из гидроемкостей при перегрузке испытуемого летательного аппарата, связанными через магистрали слива рабочей жидкости с насосной станцией.

Недостаток известного способа в том, что в его основу заложена сложная технология испытаний, требующая создания для верхних сил силовой портальной системы, которая является нежесткой, что уменьшает скорость нагружения (увеличивается время испытания летательных аппаратов)

Известное устройство имеет компоновку, которая усложняет монтаж и обслуживание системы нагружения, так как верхняя система нагружения (нагрузка растяжения) имеет тросовое соединение, увеличивает число каналов нагружения, требует сооружения дорогостоящей силовой портальной системы, увеличивает высоту зала испытаний.

При создании изобретения была поставлена задача упрощения процесса и уменьшение времени испытаний, совершенствование структуры и компоновки устройства.

Решение указанной задачи достигается тем, что в известном способе испытания летательных аппаратов на прочность величину нагрузки регулируют количеством жидкости, поданной в гидравлические силовозбудители, выполненные в виде гидроемкостей с отверстиями в верхней части, темпы нарастания и уменьшения нагрузки регулируют посредством дросселирования жидкости с помощью регулируемых дросселей в магистралях подачи и слива рабочей жидкости, процессом подачи рабочей жидкости к гидравлическим силовозбудителям управляют с помощью двухходовых распределителей, установленных в магистралях нагнетания и слива рабочей жидкости и управляемых от программного устройства, а сбор излишка рабочей жидкости, вытекающей из гидроемкости через отверстия, выполненные в их верхней части, при перегрузке испытуемого летательного аппарата осуществляют с помощью поддона, связанного через магистраль слива рабочей жидкости с насосной станцией, при этом для воспроизведения заданной программы знакопеременную нагрузку сжатия-растяжения прикладывают к одной из поверхностей испытываемой конструкции, например для консоли крыла - снизу, и до начала испытаний устанавливают по каналу сжатия заданные нагрузку и перемещение.

Предложено устройство для испытания летательных аппаратов на прочность, содержащее гидравлические силовозбудители, выполненные в виде гидроемкостей с отверстиями в верхней части, при этом устройство для испытания летательных аппаратов на прочность дополнительно снабжено связанными с программным устройством двухходовыми распределителями и регулируемыми дросселями, установленными в магистралях нагнетания и слива рабочей жидкости, образованных в магистральных трубопроводах, а также поддонами для сбора излишка рабочей жидкости из гидроемкостей при перегрузке испытуемого летательного аппарата, связанными через магистрали слива рабочей жидкости с насосной станцией, в котором силовозбудители через рычажную систему присоединены к испытываемой конструкции с одной стороны, при этом рычажная система канала сжатия снабжена дополнительным рычагом с передвижной опорой, позволяющей изменять плечи рычагами 1₁ и 2₂.

На чертеже представлена принципиальная схема для осуществления способа испытаний.

Система имеет гидроемкости 1(1) и 1(2), подсоединенные через рычажную систему 2 к конструкции летательного аппарата 3; датчик силы 4; регулируемые дроссели 5(1), 5(2) и 6(1), 6(2) и двухходовые распределители 7(1), 7(2) и 8(1), 8(2), установленные соответственно в магистралях нагнетания 9 и слива 10(1), 10(2); поддоны 11(1) и 11(2), соединенные со сливной магистралью; насосную станцию 12; программное устройство 13, связанное выходами с датчиком силы 4 и двухходовыми распределителями 7(1), 7(2) и 8(1), 8(2); рычаг 14 и опору 15.

Способ испытаний реализуется следующим образом.

При воспроизведении нагрузки растяжения насосная станция 12 подает жидкость в магистраль нагнетания 9, и при открытии двухходового распределителя 7(1) по сигналу от программного устройства 13 жидкость через регулируемый дроссель 5(1) поступает в гидроемкость 1(1) и заполняет ее до получения заданной нагрузки, которая контролируется датчиком силы 4, - конструкция нагружается. Сигнал от датчика 4 поступает в программное устройство(13), которое выдает сигнал на закрытие двухходового распределителя 7(1) и открытие двухходового распределителя 8(1), и происходит слив жидкости из гидроемкости 1(1) через магистраль слива 10(1) в насосную станцию 12 - конструкция разгружается. Темпы нагружения и разгружения регулируются соответственно дросселями 5(1) и 6(1).

При воспроизведении нагрузки сжатия насосная станция 12 подает жидкость в магистраль нагнетания 9, и при открытии распределителя 7(2) по сигналу от программного устройства 13 жидкость через дроссель 5(2) поступает в гидроемкость 1(2) и заполняет ее до заданного уровня, далее через рычаг 15 нагрузка передается на жесткую вертикальную тягу рычажной системы 2, полученная нагрузка контролируется датчиком силы 4 - конструкция нагружается. Сигнал от датчика силы 4 поступает в программное устройство 13, которое выдает сигнал на закрытие распределителя 7(2) и открытие распределителя 8(2), и происходит слив жидкости из емкости 1(2) через магистраль слива 10(2) в насосную станцию 12 - конструкция разгружается. Темп нагружения-разгружения регулируется соответственно дросселями 5(2) и 6(2). Нагрузка сжатия на конструкцию передается от силовозбудителя 1(2) через рычаг 14, при этом нагрузку и перемещение изменяют перед началом испытаний путем перемещения опоры 15 и изменения плеч рычага 1₁ и 1₂.

При перегрузке испытуемого летательного аппарата излишек рабочей жидкости вытекает из гидроемкостей через отверстия, выполненные в их верхней части, в поддоны 11(1) и 11(2), а из них через магистрали слива рабочей жидкости 10(1) и 10(2) в насосную станцию 12.

1. Способ испытания летательных аппаратов на прочность, заключающийся в том, что величину нагрузки регулируют количеством жидкости, поданной в гидравлические силовозбудители, выполненные в виде гидроемкостей с отверстиями в верхней части, темпы нарастания и уменьшения нагрузки регулируют посредством дросселирования жидкости с помощью регулируемых дросселей в магистралях подачи и слива рабочей жидкости, процессом подачи рабочей жидкости к гидравлическим силовозбудителям управляют с помощью двухходовых распределителей, установленных в магистралях нагнетания и слива рабочей жидкости и управляемых от программного устройства, а сбор излишка рабочей жидкости, вытекающей из гидроемкости через отверстия, выполненные в их верхней части, при перегрузке испытуемого летательного аппарата осуществляют с помощью поддона, связанного через магистраль слива рабочей жидкости с насосной станцией, отличающийся тем, что для воспроизведения заданной программы знакопеременную нагрузку сжатия-растяжения прикладывают к одной из поверхностей испытываемой конструкции, например для консоли крыла - снизу, при этом до начала испытаний устанавливают по каналу сжатия заданные нагрузку и перемещение с помощью дополнительного рычага и передвижной опоры.

2. Устройство для испытания летательных аппаратов на прочность, содержащее гидравлические силовозбудители, выполненные в виде гидроемкостей с отверстиями в верхней части, при этом устройство для испытания летательных аппаратов на прочность дополнительно снабжено связанными с программным устройством двухходовыми распределителями и регулируемыми дросселями, установленными в магистралях нагнетания и слива рабочей жидкости, образованных в магистральных трубопроводах, а также поддонами для сбора излишка рабочей жидкости из гидроемкостей при перегрузке испытуемого летательного аппарата, связанными через магистрали слива рабочей жидкости с насосной станцией, отличающееся тем, что силовозбудители через рычажную систему присоединены к испытываемой конструкции с одной стороны, при этом рычажная система канала сжатия снабжена дополнительным рычагом с передвижной опорой, позволяющей изменять плечи рычага l₁ и l₂.