Стенд для виміру тяги ракетних двигунів на твердому паливі

Реферат: Стенд для виміру тяги ракетних двигунів на твердому паливі містить станину, датчик тяги, датчик сили, пристрій переміщення. Датчик тяги та датчик сили з кронштейном двигуна закріплені пристроєм переміщення на станині. Датчик тяги та датчик сили змонтовані на одній осі, а пристрій переміщення виконаний у вигляді траверси, встановленої з можливістю переміщення по осі датчиків на штангах, розміщених на станині. UA 79337 U (12) UA 79337 U UA 79337 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до стендів для виміру тяги (сили) при стендових випробуваннях переважно малогабаритних ракетних двигунів на твердому паливі і може бути використана в сфері ракетобудування при випробуванні ракетних двигунів на твердому паливі різного призначення. Відомі стенди для випробування ракетних двигунів, які служать для закріплення двигунів та виміру їх тяги. Стенди мають рухомі платформи з кронштейнами, на яких закріплюється двигун, та датчик тяги, з'єднаний з станиною. Конструкція таких стендів описана в книзі "Конструкция и отработка РДТТ" за редакцією A.M. Виницкого. Видавництво "Машиностроение", 1980. - С. 102142). Такі стенди мають недоліки. Загальний недолік таких стендів той, що при вимірі тяги мають місце втрати тяги в кінематичних зв'язках, рухомої платформи. Найбільш близьким за сукупністю ознак, схожих з ознаками запропонованого стенду, і вибраного у зв'язку з цим як його прототип, є стенд, описаний у винаході "Стенд для виміру тяги ракетних двигунів на твердому палеві", патент України №79490, з пріоритетом 16.03.2005. Цей стенд складається з станини, датчика тяги, датчика сили, рухомої платформи, пристрою переміщення При використанні стенда (прототипу) були виявлені наступні недоліки. Двигун розміщують на рухомій платформі, а це веде до втрат тяги в кінематичних зв'язках рухомої платформи і погіршує точність виміру тяги одного з головних параметрів, які реєструються при випробуваннях, крім цього наявність рухомої платформи робить стенд металовмісним, а це збільшує витрати на його виготовлення і обслуговування. В схемі стенда, коли натяг датчика тяги задають та контролюють датчиком сили не по осі датчика тяги, діє згинальний момент на датчики (чим більший натяг, тим більший згинальний момент і більша розбіжність в показах датчиків), а це погіршує точність виміру тяги, а також і обмежує можливість виконувати умови, при яких натяг та вимірювальна тяга разом дорівнюватиме 0,7-1,0 номіналу датчика тяги, що теж погіршує точність виміру тяги. При випробуванні двигуна в момент виходу його на основний режим роботи датчиком тяги реєструються, затухаючи коливання хаотичного характеру, обумовлені двомірними коливаннями двигуна, які виникають тому, що до коливань двигуна по лінії дії тяги додаються ще і коливання двигуна в площині розташування осей датчика тяги та датчика сили. Хаотичний характер коливань є визначеною завадою в точності оцінки характеру зміни тяги та її максимального значення в момент виходу двигуна на основний режим роботи, а це також погіршує точність виміру тяги. В основу корисної моделі поставлена задача удосконалення стенда для виміру тяги ракетних двигунів на твердому паливі за рахунок зменшення витрат на виготовлення та обслуговування стенда, а також за рахунок підвищення точності виміру тяги шляхом виключення втрат тяги в кінематичних зв'язках стенда, виключенням дії згинального моменту на датчики, забезпечення без обмежень натягом умов, при яких натяг та вимірювальна тяга разом дорівнюватиме 0,7-1,0 номіналу датчика тяги, та зміни хаотичного характеру затухаючих коливань тяги на гармонійний характер коливань в момент виходу двигуна на основний режим роботи. Задача удосконалення стенда вирішується тим, що у відомому стенді для виміру тяги ракетних двигунів на твердому паливі, що складається з станини, датчика тяги, датчика сили, пристрою переміщення, згідно з корисною моделлю, датчик тяги та датчик сили з кронштейном двигуна закріплені пристроєм переміщення на станині, причому датчик тяги та датчик сили змонтовані на одній осі, а пристрій переміщення виконаний у вигляді траверси, встановленій з можливістю переміщення по осі датчиків на штангах, розташованих на станині. Для доказу можливості промислового використання корисної моделі наводяться креслення стенда (фіг. 1), та його вид А (фіг. 2). Стенд складається з станини 10, вимірювального вузла, який складається з шарнірів 1, 2 датчика тяги 3, датчика сили 6, кронштейна 4 для закріплення двигуна 5 (двигуна з соплом, розташованим під кутом до осі корпусу), та з пристрою переміщення, в який входять траверса 7 та штанги 8 з гайками 9. При підготовці стенда до випробування двигуна 5 вимірювальний вузол шарнірами 1, 2 встановлюється на станину 10 та траверсу 7 і підтискається траверсою 7 за допомогою гайок 9 штанг 8, забезпечуючи стале кріплення кронштейна 4 з двигуном 5 на станині 10, а також належний натяг датчиків З, 6. Стале кріплення кронштейна 4 з двигуном 5 на станині 10 забезпечує переміщення складових частин стенда від дії тяги тільки в межах їх пружної деформації. Відсутність рухомої платформи виключає втрати тяги в її кінематичних зв'язках, а також спрощує стенд (зменшує витрати на його виготовлення і обслуговування). Монтаж датчиків тяги 3 та датчика сили 6 на одній осі, а також наявність шарнірів 1, 2 виключає дію 1 UA 79337 U 5 10 15 згинального моменту на датчики 3, 6, що теж підвищує точність виміру тяги. Виконання пристрою переміщення у вигляді траверси, встановленої з можливістю переміщення по осі датчиків 3, 6, дозволяє без обмежень забезпечувати умови, при яких натяг та вимірювальна тяга разом дорівнюватиме 0,7-1,0 номіналу датчика 3, а це виключає необґрунтоване заниження точності виміру тяги на основному режимі роботи двигуна 5. Монтаж датчика тяги 3 та датчика сили 6 на одній осі усуває появу двомірних коливань двигуна 5, а значить і появу затухаючих коливань тяги хаотичного характеру. Це дозволяє більш якісно знайти динамічну складову реєстрованих датчиками гармонійних затухаючих коливань тяги методом згладжування, що підвищує точність виміру тяги за рахунок більш якісної оцінки характеру зміни тяги та її максимального значення в момент виходу двигуна 5 на основний режим роботи. Таким чином, технічні рішення по стенду для виміру тяги ракетних двигунів на твердому паливі удосконалили стенд за рахунок зменшення витрат на виготовлення і обслуговування стенда, а також підвищення точності виміру тяги шляхом виключення втрат тяги в кінематичних зв'язках стенда, виключення дії згинального моменту на датчики, забезпечення натягом без обмежень умов при яких натяг та вимірювальна тяга разом дорівнюватиме 0,7-1,0 номіналу датчика тяги, зміни хаотичного характеру затухаючих коливань тяги на гармонійний характер коливань в момент виходу двигуна на основний режим роботи. Заявлена корисна модель стенда була перевірена при випробуваннях малогабаритних двигунів в процесі яких підтвердились очікувані результати. 20 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 Стенд для виміру тяги ракетних двигунів на твердому паливі, що містить станину, датчик тяги, датчик сили, пристрій переміщення, який відрізняється тим, що датчик тяги та датчик сили з кронштейном двигуна закріплені пристроєм переміщення на станині, причому датчик тяги та датчик сили змонтовані на одній осі, а пристрій переміщення виконаний у вигляді траверси, встановленої з можливістю переміщення по осі датчиків на штангах, розміщених на станині. 2 UA 79337 U Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3