Портативний стенд для вогневих випробувань ракетних двигунів у польових умовах

1. Портативний стенд для вогневих випробувань ракетних двигунів у польових умовах, який містить пристрій для установки і кріплення випробувального двигуна, датчик сили і вимірювальнореєструючу апаратуру, при цьому датчик сили сполучений з передньою (донною) частиною двигуна за допомогою перехідного пристрою і електрично з'єднаний з підсилювачем-перетворювачем, який відрізняється тим, що в ньому пристрій для установки і кріплення випробувального двигуна виконано як стійку з тримальною трубою, що змонтована відносно основи стійки на визначеній відстані з можливістю розміщення датчика сили, а також можливістю установки випробувального двигуна в трубі з визначеним зазором і центрування його з соплової сторони за допомогою пружних прокладок, а з донної - за допомогою сферичної головки наконечника перехідного пристрою, що спирається у лунку пружного силосприймального елемента датчика сили, при цьому підсилювач 2 (19) 1 Винахід відноситься до галузі випробувальної техніки, зокрема, до стендового обладнання і може бути використаний при розробці портативних (переносних) стендів для автономних вогневих випробувань ракетних двигунів у польових умовах. Відомі стенди для вогневих випробувань ракетних двигунів, що забезпечують вимірювання сили тяги і в своєму складі мають станину з опорним пристроєм, елементи кріплення випробувального двигуна в горизонтальному положенні та систему вимірювання й реєстрації інформації [патенти Росії №№ 2133457, 2091736). Ці стенди для вогневих випробувань ракетних двигунів використовуються у стаціонарних умовах і незручні для роботи у польових умовах. За прототип прийнято стенд для вогневих випробувань ракетних двигунів, що забезпечує вимірювання сили тяги і в своєму складі має опорний пристрій для установки і кріплення випробувального двигуна у вертикальному положенні сопловою частиною угору, датчик сили і вимірювальнореєструючу апаратуру, при цьому датчик сили сполучений з передньою (донною) частиною двигуна за допомогою перехідного пристрою і електрично з'єднаний з підсилювачем-перетворювачем первинних вимірювальних сигналів [патент Росії № 2135976]. Стенд, прийнятий за прототип, не забезпечує необхідний рівень безпеки та зручності в роботі при підготовці й проведенні вогневих стендових випробувань ракетних двигунів некерованих авіаційних ракет типу С-8 у польових умовах після їх тривалого зберігання, особливо коли строк їх служби вичерпано, а показники надійності, безпеки та працездатності елементів конструкції двигуна не гарантовані. Крім того, не забезпечується необхідний рівень стійкості установки випробувального двигуна у вертикальному положенні під впливом бокових навантажень, а також захищеність випробувальної апаратури від осколків, що утворюються при аварійному розриві випробувального двигуна. В основу винаходу поставлена задача створення портативного стенда для вогневих автономних випробувань ракетних двигунів у польових умовах, що забезпечує поліпшення експлуатаційних характеристик стенда (підвищення рівня надійності, стабільності, безпеки та зручності в роботі) за рахунок спрощення конструкції стенда, а також запобігання боковим коливанням від поперечних навантажень та несанкціонованого спрацювання випробувального двигуна від статичної електрики та струмів наводки. Крім того, підвищується безпека роботи та захищеність випробувальної апаратури від осколків при аварійному розриві випробувального двигуна (зменшується кількість осколків, які розлітаються у боковому напрямку за рахунок конструктивних особливостей стенда). Поставлена задача досягається тим, що в портативному стенді для вогневих випробувань ракетних двигунів у польових умовах, який містить пристрій для установки і кріплення випробувального двигуна, датчик сили і вимірювальнореєструючу апаратуру, при цьому датчик сполучений з передньою (донною) частиною двигуна за допомогою перехідного пристрою та електрично з'єднаний з підсилювачем-перетворювачем первинних вимірювальних сигналів, -згідно з винаходом в стенді пристрій для установки і кріплення випробувального двигуна виконано як стійку з тримаючою трубою, що змонтована відносно основи стійки на визначеній відстані з можливістю розміщення датчика сили, а' також можливістю установки випробувального двигуна в трубі з визначеним зазором і центрування його з соплової сторони за допомогою пружних прокладок, а з донної - за допомогою сферичної головки наконечника перехідного пристрою, що спирається у лунку пружного силосприймаючого елемента датчика сили, при цьому підсилювач-перетворювач первинних вимірювальних сигналів змонтовано на основі стійки поруч із датчиком сили і підключено за допомогою екранованого кабелю дистанційного вимірювання до першого входу пультареєстратора, який є суміщеним управляючереєструючим пристроєм, а другий вхід підключено до джерела автономного живлення, при цьому один із виходів пульта-реєстратора підключено до переносного персонального комп'ютера, що має відповідну програму обробки інформації, а другий - за допомогою екранованого кабелю дистанційного запуску до з'єднувача, наприклад, джгута, який підключено до запалювача двигуна і має в своєму складі одноразову плавку запобіжну вставку, що перегоряє при подачі імпульсу на запуск двигуна. Крім того, в стенді на нарізеву частину перехідного пристрою, що виступає, додатково накручене обмежувальне кільце, яке спирається на торцеву частину тримаючої труби стійки і забезпечує утримання двигуна в трубі. Крім того, в стенді на пружному силоспримаючому елементі датчика сили, виконаному як консольно закріплену пластину (ресору), за допомогою немагнітного кронштейна встановлено постійний магніт з визначеним зазором відносно до магніточутливої мікросхеми на основі ефекту Холла, яку закріплено до нерухомої частини (основи) датчика сили за допомогою немагнітного кронштейна, при цьому датчик сили, відцентрований відносно осі вертикальної труби стійки за допомогою циліндричного фіксатора. Суть винаходу показана на Фіг.1 - загальний вигляд стенда без виносної апаратури, на фіг.2 робочий стіл оператора з виносною апаратурою. Портативний стенд для вогневих випробувань ракетних двигунів у польових умовах має стійку 1 з вертикальною тримаючою трубою 2, що змонтована за допомогою радіальних ребер З до основи 4 стійки на визначеній відстані з можливістю установки датчика сили 5, який відцентровано відносно осі вертикальної труби стійки за допомогою циліндричного фіксатора 6. При цьому датчик сили закріплено до основи стійки за допомогою гвинтів 7. Крім того, до основи стійки за допомогою гвинтів 8 закріплено підсилювач-перетворювач 9 первинних вимірювальних сигналів, що надходять з датчика сили через джгут 10. Конструктивно датчик сили складається із основи 11, до якої за допомогою гвинтів 12 консольно закріплена ресора 13, що є пружною сталевого пластиною, яка безпосередньо сприймає силу тяги двигуна. На ресорі 13 за допомогою немагнітного кронштейна 14 встановлено 5 76107 6 постійний магніт 15 із визначеним зазором відносмаючу трубу 2 стійки 1 обмежувальне кільце 25 но плати 16 з магніточутливою мікросхемою на становлять на верхню частину датчика сили 5 наоснові ефекту Холла, яку закріплено до нерухомої впроти торцевої частини труби. Двигун, що випрочастини (основи) датчика сили за допомогою небується, вставляють у трубу стійки сопловою часмагнітного кронштейна 17. Стійка 1 з датчиком тиною угору до торкання сферичної головки сили і підсилювачем-перетворювачем 9 змонтованаконечника 23 з лункою ресори 13 (пружного на на виставленій горизонтально підставці 18 за елементу датчика сили). З боку соплової частини допомогою гвинтів 19. Підставка змонтована на двигуна в зазор між зовнішньою поверхнею двигувідкритій робочій площадці і закріплена в грунті за на і внутрішньою поверхнею труби 2 вставляють допомогою штирів 20, що забезпечують також загумові прокладки 22. Після цього на виносну наріземлення стенду. зеву частину перехідного пристрою 24 накручують Випробувальний двигун 21, з соплової частини обмежувальне кільце 25 до торкання з торцевою якого попередньо знято контактний стакан, встачастиною вертикальної труби стійки. При цьому новлено в трубі стійки сопловою частиною угору з корпус двигуна 21, крім його соплової частини з визначеним зазором і відцентровано з однієї стооперенням, знаходиться у трубі 2, яка є одночасно рони за допомогою пружних прокладок 22, а з інзахисним кожухом від осколків, що виникають при шої (донної) -за допомогою сферичної головки аварійному розриві двигуна. Команда на запуск наконечника 23 перехідного пристрою 24, який двигуна подається оператором з укриття натисвкручено в передню (донну) частину двигуна заканням кнопки "Пуск" на пульті-реєстраторі 32. При мість бойової частини ракети. Сферична головка проходженні електричного імпульсу через плавку наконечника 23 спирається у лунку ресори 13 запобіжну вставку 30 вона перегоряє, а запалювач (пружного елементу датчика сили). двигуна спрацьовує. В процесі роботи двигуна під В початковому стані двигун зафіксовано обвпливом сили тяги прогинається ресора 13 датчимежувальним кільцем 25, накрученим на нарізеву ка сили 5. При цьому переміщення магніту 15, що частину перехідного пристрою, до торкання торцевстановлено на кінці ресори, відслідковуються вої частини вертикальної труби стійки. Завдяки магніточутливим елементом Холла, який перетвоцьому запобігається переміщення двигуна в трирює ці переміщення в електричний сигнал. Сигнал маючій трубі угору. До вільних кінців проводів 26 з датчика сили 5 надходить у підсилювачзапалювача двигуна за допомогою наконечників перетворювач 9, де підсилюється і перетворюєть27 підключено з'єднувальний джгуріз коробкою 29 ся у цифровий код, а потім передається на пультдля встановлення змінної одноразової плавкої реєстратор 32, в якому здійснюється узгодження і запобіжної вставки 30, яка перегоряє при подачі зберігання інформації з наступною її передачею в імпульсу на запуск двигуна. переносний персональний комп'ютер. Крім того, До коробки 29 підключено екранований кабель через пульт-реєстратор подається живлення на дистанційного запуску 31, який іншим кінцем підкапаратуру стенда та імпульс на запуск двигуна. лючений до першого виходу пульта-реєстратора Переносний персональний комп'ютер відповідно 32, електрично зв'язаного з джерелом автономнодо записаної програми здійснює обробку отримаго живлення 33 за допомогою джгута 34. До другоних даних та відображення її на екрані монітору у го виходу пульта-реєстратора через кабель 35 формі, зручній для користувача. підключено переносний персональний комп'ютер Таким чином, запропоноване технічне рішен36. До інформаційного входу пульта-реєстратора ня, яке має нову сукупність істотних ознак, що за допомогою дистанційного екранованого кабелю приведені у формулі винаходу, забезпечило ство37 підключено підсилювач-перетворювач первинрення портативного стенда для вогневих випробуних вимірювальних сигналів. Робочий стіл операвань ракетних двигунів у польових умовах, при тора 38 з виносною апаратурою (пультреалізації якого досягається поліпшення експлуареєстратор, джерело автономного живлення і петаційних характеристик стенда (підвищення рівня реносний персональний комп'ютер) розміщено в надійності, стабільності, безпеки та зручності в укритті. роботі) за рахунок спрощення конструкції стенда Працює запропонований пристрій таким чита запобігання впливу бокових коливань від попеном. речних навантажень при роботі двигуна При цьому При підготовці випробувального двигуна 21 до підвищується безпека роботи та захищеність вимівипробувань в його передню (донну) частину зарювальної апаратури від осколків при аварійному мість бойової частини ракети вкручують перехідрозриві двигуна. Дане технічне рішення взято за ний пристрій 24. При цьому з соплової частини основу при розробці та проведенні вогневих видвигуна заздалегідь необхідно зняти контактний пробувань ракетних двигунів некерованих авіаційстакан і від'єднати проводи 26 запалювача двигуних ракет типу С-8, гарантійні терміни зберігання на від стакану. Перед установкою двигуна в трияких вичерпано. 7 Комп’ютерна верстка М. Клюкін 76107 8 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601