Спосіб контролю тяги мікродвигуна літального апарата

Винахід стосується засобів вимірювання і може бути використаний в ракетно-космічній і авіаційній техніці для контролю тяги, створюваної надзвуковим соплом мікродвигуна літального апарата. Відома спосіб контролю положення вектора тяги шляхом вимірювання напряму потоку за допомогою циліндрічних зондів з двома приймальними отворами з поворотом зонда навколо своєї вісі до того часу, поки тиски в обох приймальних каналів не стануть рівними (справочник "Измерения в промышленности" под ред. проф. П.Профоса М., изд-во "Ме таллургия". 1980г. стр.392). Недоліком способу є можливість його застосування для вимірювання напряму тільки плоских потоків. В разі витікання газового потоку із надзвукового конічного сопла має місце об'ємний потік, який відзначається по своїм характеристикам від плоского потоку, що не забезпечує визначення просторового напряму руху потоку газу за зрізом сопла і тим самим не дозволяє надійно контролювати тягу, створювану надзвуковим соплом. Найбільш близьким по технічній сутності до запропонованого способі контролю тяги мікродвигуна літального апарата є пневматичний спосіб контролю розмірів сопла, полягаючий в подачі газу у сопло і вимірюванні тиску на виході сопла, по котрому визначають контрольовані розміри, при цьому контрольоване сопло встановлюють виходом на камеру Ейфеля і вимірюють тиск в ній (авт. св. №1490476, СРСР. МПК G01В13/19) - прототип. Недоліком відомого способу є те, що він дає тільки якісну картину неспіввісності вихідного отвору сопла і не дозволяє визначити просторий напрям потоку газу на виході із сопла, що не забезпечує надійний контроль тяги, створюваної надзвуковим соплом. В основу винаходу "Спосіб контролю тяги мікродвигуна літального апарата" поставлене завдання шляхом застосування стандартних засобів вимірювання забезпечити надійний контроль тяги мікродвигуна. встановленого на борту літального апарата, при перевірках в монтажно-випробному корпусі і на технічній позиції перед запуском літального апарата. Для вирішення поставленого завдання запропоновано спосіб контролю тяги мікродвигуна літального апарата шляхом продувки мікродвигуна газом при постійному тиску газу на вході в сопло, при цьому встановлюють сопло мікродвигуна в соплотримач з датчиком зусилля, на виході сопла співвісно з його поздовжньою віссю на відстані 5...10 діаметрів зрізу сопла розташовують датчик тиску, продувають сопло при кількох значеннях тиску газу, в тому числі і при номінальному значенні і при цьому одночасно вимірюють тягу сопла, тиск газу на вході в сопло, тиск газу на виході сопла і температуру газу на вході в сопло, будують графіки залежності тяги сопла від тиску газу на вході в сопло і тиску газу на ви ході сопла, знімають сопло з соплотримача і встановлюють його в мікродвигун, на виході сопла співвісно з його поздовжньою віссю на тій самій відстані 5...10 діаметрів зрізу сопла розташовують датчик тиску, продувають мікродвигун при номінальному значенні тиску газу, при цьому одночасно вимірюють тиск газу на вході в сопло, тиск газу на виході сопла і температуру газу на вході в сопло і визначають тягу мікродвигуна як середньо аріфметичне значення тяги по графікам залежностей, побудованим по результатам продувок сопла, встановленого в соплотримачі. Відмітними суттєвими ознаками запропонованого способу контролю тяги мікродвигуна літального апарата є такі особливості: - встановлюють сопло мікродвигуна в соплотримач з датчиком зусилля; - розташовують на виході сопла співвісно з його поздовжньою віссю на відстані 5...10 діаметрів зрізу сопла датчик тиску; - продувають сопло при кількох значеннях тиску газ у, в тому числі і при номінальному значенні з одночасним вимірюванням тяги сопла, тиску газу на вході в сопло, тиску газу на виході сопла і температури газу на вході в сопло: - будують графіки залежності тяги сопла від тиску газу на вході в сопло і тиску газу на виході сопла; - знімають сопло з соплотримача і встановлюють його в мікродвигун: - встановлюють на виході сопла співвісно з його поздовжньою віссю на тій самій відстані 5... 10 діаметрів зрізу сопла датчик тиску; - продувають мікродвигун при номінальному значенні тиску газу з одночасним вимірюванням тиску газу на вході в сопло, тиску газу на виході сопла і температури газу на вході в сопло; - визначають тягу мікродвигуна як середньо арифметичне значення тяги по графікам залежностей, побудованим по результатам продувок сопла. встановленого в соплотримачі. Таким чином, сукупність відомих істотних ознак: - випуск газу із сопла; - постійний тиск газу на вході в сопло і нових суттєви х ознак забезпечує надійний контроль тяги мікродвигуна. встановленого на борту літального апарата. Для пояснення технічної суті заявленого способу додаються креслення: Фіг.1 - схема вимірювання тяги сопла. Фіг.2 - схема контролю тяги мікродвигуна. Пропонуємий спосіб виконують таким чином. Контрольоване надзвукове сопло 1 встановлюють вертикально зрізом вгору в соплотримач 2. На виході сопла 1 співвісно з його поздовжньою віссю на відстані L=5...10 діаметрів зрізу сопла встановлюють датчик тиску 3. Така відстань вибрана із умов мінімального впливу датчика тиску 3 на потік газу, який виходить із сопла 1, і достатності тиску, на який реагує датчик тиску 3. На вході в соплотримач 2 встановлено- манометр 4, який вимірює тиск газу. Тиск газу на вході в сопло 1 вимірюється також датчиком тиск} 5, температура газу на вході в сопло 1 вимірюється термометром опору 6. Соплотримач 2 оснащено датчиком зусилля 7. К соплу 1 підводять газ при кількох значеннях тиску, в тому числі і при номінальному значенні, і при цьому водночас вимірюють тягу, яку створює сопло 1, тиск газу на вході в сопло 1, тиск газу на виході сопла 1 і температуру газу на вході в сопло 1 за показниками датчика зусилля 7. датчиків тиску 3,5 і термометра опору 6, відповідно. Будують графіки залежності тяги сопла 1 від тиску газу на вході в сопло 1 і тиску газу на виході сопла 1R=f(рвх), R=j(рвых), де: R - тяга, яку створює сопло 1, гс; рвх - тиск газу на вході в сопло 1, кгс/см 2; рвых - тиск газу на виході сопла 1, кгс/см 2. Знімають сопло 1 з соплотримача 2, монтують сопло 1 в мікродвигун 2 (див. Фіг.2), встановлюють датчик тиску 3 на виході сопла 1 на тій же відстані L=5...10 діаметрів зрізу сопло 1 співвісно з його поздовжньою віссю, продувають мікродвигун 2 при номінальному значенні тиску газу і при цьому водночас вимірюють тиск газу на вході в сопло 1, тиск газу на виході сопла 1 і температуру газ у на вході в сопло 1 за показниками датчиків тиску 3.5 і термометра опору 6, відповідно; визначають тягу мікродвигуна 2 як середньо арифметичне значення тяги за графіками залежностей 1R=f(рвх) і R=j(рвых), побудованим за результатами продувок сопла. встановленого в соплотримачі. Для підвищення точності вимірювання тиску газу на виході сопла 1 і тим самим надійності контролю тяги, яку створює мікродвигун 2. як датчик тиску пропонується використовувати рідинний U-образний диференціальний манометр, заправлений водою. На цей час запропонований спосіб контролю тяги мікродвигуна проходить стендове експериментальне відроблення і показує добрі результати в частині відтворювання одержуваних значень вимірювальних параметрів.