Экспериментальная отработка космических летательных аппаратов - Афанасьев В.А.
ISBN 5-7035-0318-3
Скачать (прямая ссылка):
— поворот исследуемого ЛА на динамической установке;
— линейные перемещения исследуемого ЛА вдоль одной или нескольких пространственных осей на динамической установке.
Для имитации инерционных нагрузок на центробежном стенде необходимо знать закон изменения во времени перегрузки, воздействующей на ЛА при эксплуатации; проанализировать реальный процесс и преобразовать его в процесс, удобный для воспроизведения на стенде; разработать методику воспроизведения закона с требуемыми характеристиками; выбрать или спроектировать и изготовить центробежный стенд, технические характеристики которого обеспечивают воспроизведение заданного закона изменения перегрузки; выбрать или спроектировать комплекс аппаратуры, обеспечивающий съем, первичное преобразование, обработку и регистрацию измеряемых параметров; разработать методику исследования движения испытуемого ЛА в натурных условиях по результатам лабораторных испытаний на центробежном стенде.
В программе проведения исследований должна быть приведена информация об испытуемом ЛА и заданном законе изменения воздействия на него перегрузки.
Типы законов должны быть оговорены с указанием фронта нарастания и спада перегрузки, длительности действия, предельных отклонений перегрузки.
При воспроизведении линейных ускорений на центробежном стенде определяющее значение имеют величина перегрузки п, градиент перегрузки с, предельный импульс перегрузки Упр и мера интегрального воздействия Мп .
Число циклов и продолжительность испытания должны быть достаточными для измерения и контроля параметров испытуемого объекта.
Особый интерес для разработчиков блоков и узлов аппаратуры представляют перегрузки, вызванные динамическими факторами.
Для различных объектов форма кривой временного значения изменения перегрузок различна. Законы перегрузок различаются по амплитуде, времени нарастания и другим характеристикам.
Отличительной особенностью перегрузок является сравнительно большая длительность действия, измеряемая обычно от 1с до нескольких десятков секунд. Однако формы импульсов разнообразны, что имеет существенное значение при выборе метода их имитации (рис. 2.36, а—г).
106
6 9 г
Рис. 2.36. Возможные формы импульсов, воспроизводимых на центрифугах
В основу классификации центрифуг (рис. 2.37) положены следующие эксплуатационные параметры: категория, конструкция, тип привода, нагрузка на плечо, назначение.
При испытаниях ЛА или его элементов на центробежных стендах создаются длительно действующие импульсные перегрузки. Перегрузки создают вращением объекта относительно нескольких пространственных осей. Так как в натурных условиях динамика движения ЛА и его элементов носит сложный характер, в общем случае центробежные стенды должны обеспечивать изменение частоты вращения планшайбы для воспроизведения переднего фронта нарастания (или уменьшения) перегрузок, поворот испытуемого объекта на планшайбе и линейное перемещение испытуемого объекта по планшайбе (рис. 2.38).
Планшайба вращается вокруг вертикальной оси О/К/. Платформа имеет сферическую шарнирную опору, позволяющую ей вращаться относительно произвольной оси, проходящей через центр 02 опоры. Платформа установлена на каретке 4, которая может перемещаться вдоль планшайбы 3. Испытуемый объект 6 может вращаться вокруг своей продольной оси ОХ.
В процессе испытаний ЛА и их элементов на центробежных стендах воспроизводятся три основных вида перегрузок:
— импульсные;
— сложные непрерывные периодические;
— непериодические ортогональные.
Импульсные перегрузки на испытуемой конструкции можно получить при использовании центрифуг с поворотными платформами; с кареткой, перемещающейся вдоль планшайбы; с ударным приводом планшайбы. Выбор конкретного варианта центрифуги связан с необходимое п.ю воспроизведения перегрузок с определенным временем их нарастания.
Так, например, испытания конструкций ча воздействие импульсных пере.рузок с крутым фронтом нарастания осуществляются на центрифугах с поворотными платформами. Поворот платформы может б:пь осуществлен за счет дисбаланса или специальным пневмоиилиндром.
107
Центрифуги
т
Категория
Ускорение до 250 м/с
Ускорение до 500 м/с
Ускорение до 1000 м/с2
Ускорение до 2000 м/с2
Ускорение евьш 2000 м/с2
Конструкция
С поворотными столами
С неповоротними столами
С изменяющимся радиусом вращения изделия
С ударными платформами
I
Тип привода
I
Электрический
I
Гидравлический
Комбинированный
і
Пневматический
I
Механический
1
Инерционный
I
Нагрузки иа плечо
I
Малые (до 100 Н)
I
Средние (до 500 Н)
I
Тяжелые (до 1000 Н>
I
Сверхтяжелые (свыше 1000 Н)
Назначение
Испытания на линейные перегрузки
С фронтом нарастания от 0,001 до 0,1 с
С фронтом нарастании от 0,1 с и более
При комплексных воздействиях
Рис. 2.37. Классификация центрифуг
Рис. 2.38. Схема центробежного стенда: 1 - редуктор 2 - ротор 3- планшайба; 4 - каретка; 5 - платформа; 6 - испытуемый объект
На рис. 2.39 показана установка поворотной платформы на центрифуге, где дисбаланс в основном создается неуравновешенным грузом 5, укрепленным на поворотной платформе 2. После разгона планшайбы 1 до заданной частоты, когда перегрузка действует нормально к оси чувствительности объекта 4, платформа 2 поворачивается вокруг оси О]2*2 на Угол 90° за счет дисбаланса от груза 3 с таким расчетом, чтобы ось чувствительности смотрела на ось вращения планшайбы, благодаря чему и обеспечивается действие на объект испытаний заданной перегрузки л. Время разворота платформы с объектом т, угловая скорость а и угловое ускорение ос поворота платформы должны соответствовать заданному времени нарастания перегрузки в направлении оси чувствительности устройства.
