Устройство для моделирования температурных полей в конструкциях летательных аппаратов

Устройство для моделирования температурных полей в конструкциях летательных аппаратов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

345506

Сава Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 24.VI I.1970 (№ 1462330/40-23) М, Кл. 6 09Ь 23/16 с присоединением заявки ¹

Приоритет

Комитет по делам изобретений и открытий лри Совете Министров

СССР

Опубликовано 14.VII 1972. Бюллетень М 22

Дата опубликования описания 8Х111.1972

УДЕ, 621.501.72(088.8) Авторы изобретения

Б. А. Логунов и Ю. Д. Ходжаев

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРНЫХ

ПОЛЕЙ В КОНСТРУКЦИЯХ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ

Изобретение относится к экспериментальному оборудованию по исследованию прочности конструкций летательных аппаратов и может быть использовано, например, для моделирования температурных полей в конструкциях и нх элементах при определении температурных напряжений.

Известны автоматические устройства для моделирования температурных полей в конструкциях летательных аппаратов, состоящие из инфракрасных нагревателей, силового источника питания их электрической энергией, термопар, установленных на испытываемой конструкции, задатчика программ изменения температуры конструкции во времени, суммирующего, нормирующего и регулирующего устройства. Однако известные автоматические устройства для моделирования тепловых полей путем программного изменения температуры обшивки конструкции с помощью инфракрасных нагревателей и замкнутой системы с обратной связью по температуре конструкции дают значительный недогрев силовых элементов конструкций.

Вследствие чего менее нагретые силовыс элементы получают большие тепловые потоки, чем обшивка. Поэтому для более точного воспроизведения тепловых полей в наземных условиях необходимо иметь возможность изменять величину конвективной теплоотдачи с поверхности конструкции. Известные устройства не позволяют непрерывно измерять и управлять коэффициентом теплоотдачи, что могло бы значительно улучшить качество вос5 произведения температурных полей.

Целью изобрстеш|я является создание устройства для измерения, программного автоматичсского управления коэффициентом теплоотдачи и повышение точности воспроизве10 денпя температурных полей.

Сущность изобретения заключается в том, что перед испытываемой конструкцией устанавливают дроссель с однозначной зависимо15 стью между его перемещением и скоростью воздушного потока, поступающего на конструкцию из сосуда большого объема со сжатым воздухом, например, от газгольдера, и датчик положения дросселя, а в систему уп20 равления, вводят специальное вычислительное устройство, которое по входу соединяют с датчиками положения дросселя и температуры рабочей поверхности конструкции и с программным устройством задания коэффициен25 та теплоотдачи, а по выходу — с исполнительными механизмами регулируемых параметров, например с электрогидравлическим приводом перемещения дросселя и с источником питания нагревателей канала регулиро30 вания температуры.

345506

1О

zo

3О

Наличие в устройстве подобного дросселя и вычислительного устройства, имеющего связи с датчиками положения и температуры конструкции, а также с определенными исполнительными устройствами, обспсчивает измерение, программное управление коэффициентом теплоотдачи, инвариантность к возмущениям канала регулирования температуры, и в конечном счете, повышает точность воспроизведения температурных полей в испытываемых конструкциях.

На чертеже приведена структурная схема устройства для моделирования температурных полей в конструкциях летательных аппаратов.

Устройство состоит из газогольдера 1, наполненного сжатым воздухом, на выходе которого установлен дроссель 2, выполненный таким образом, что обеспечивается однозначная зависимость между скоростью воздушного потока и величиной открытия его проходного сечения. Дроссель соединен посредством направляющего насадка 8 с рабочей частью, образованной конструкцией, имеющей обшивку 4 и силовой элемент 5, излучателями 6 и экраном 7. На поверхности конструкции установлены термопары 8. Излучатели подключены к силовому источнику питания 9, выполненному на основе игнитронных контакторов с тиристорами в цепях поджигания. Последний, в свою очередь, соединен с регулятором

10, который через суммирующее устройство 11 соединяется с блоком задания программы по температуре 12 и нормирующим устройством

И. Вычислительное устройство 14, выполненное на основе решающих усилителей, по входу соединено с датчиком 15 положения дросселя, установленным на штоке исполнительного механизма 1б, термопарой 17 и блоком задания программы по коэффициенту теплоотдачи 18, а по выходу — с электрогидравлическим приводом отработки перемещения дросселя 19 и вторым входом источника питания 9 нагревателей.

Устройство работает следующим образом.

Блоком 12 задается программа воспроизведения температуры поверхности конструкции.

С помощью следящей системы (б, 9, 10, 18) с обратной связью по термопаре 8 она отрабатывается. Одновременно блоком 18 задается программа по коэффициенту теплоотдачи.

Вычислительное устройство, имея информацию от датчика положения 15 о перемещении дросселя о температуре конструкции, рассчитывает HcTHHkIoo значение коэффициента теплоотдачи, Зная истинную величину коэффициента теплоотдачи и заданную, с помоью вычислительного устройства сравнивают их и при наличии ошибки формируют сигнал управления на электрогидравлический привод дросселя 19, который перемещает дроссель 2 таким образом, чтобы свести к минимуму величину ошибки.

Изменение коэффициента теплоотдачи для канала отработки температуры является возмущением. Для его компенсации вычислительное устройство вырабатывает дополнительный корректирующий сигнал, который путем воздействия на вход источника питания нагревателей 9 увеличивает или уменьшает величину лучистого потока, падающего на конструкцию, ооеспечивая необходимую точность отработки программы по температуре.

Предмет изобретения

Устройство для моделирования температурных полей в конструкциях летательных аппаратов, состоящее из инфракрасных нагревателей, источника питания, датчиков температуры конструкции, задатчиков программы, суммирующего, нормирующего и регулирующего устройств, отличающееся тем, что, с целью повышения точности воспроизведения температурных полей, оно снабжено блоком коррекции, состоящим из дросселя, на приводном валу которого установлен датчик перемещения, измеряющий скорость воздушного потока, связанный со входом функционального вычислительного устройства, два других входа которого соединены соответственно с датчиком температуры конструкции и с задатчиком программы по коэффициенту теплоотдачи, а выход функционального вычислительного устройства связан с приводом перемещения исполнительного органа дросселя и с источником питания нагревателей.

345506

1 2

Составитель Л. Ерамова

Техред Т. Ускова

Редактор В. Левятов

Корректор Т. Бабакина

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 3312(13 Изд. № 1034 Тираж 406 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/о