Устройство для проверки систем регулирования давления воздуха в гермокабинах летательных аппаратов
Изобретение относится к устройствам для проверки систем регулирования давления воздуха в гермокабинах летательных аппаратов. Целью изобретения является повышение достоверности результатов проверки. Емкость 2 имитатора давления воздуха в гермокабине подключена к измерительным преобразователям 4 и 5 в проверяемой системе. Имитатор 1 барометрического давления на высоте полета подключен к каналу сброса выходного электропневмопереключателя 8 проверяемой системы. Канал управления этим электропневмопереключателем подключен к инвертирующему входу операционного усилителя 6 устройства. В емкости 2 установлен электронагреватель 9 воздуха. Выход операционного усилителя 6 связан через пороговое устройство 10 с базой биполярного транзистора 11. Выход транзистора 11 включен в цепь электропитания электронагревателя 9. Емкость 2 может быть снабжена регулируемым сильфоном 13. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к средствам наземных испытаний по оценке устойчивости работы электропневматических систем автоматического регулирования давления воздуха в гермокабинах летательных аппаратов в условиях воздействия помех. Известно устройство для проверки систем регулирования давления воздуха в гермокабинах летательных аппаратов, содержащее имитатор барометрического давления на высоте полета и имитатор давления воздуха в гермокабине, включающий емкость со штуцером для подключения к измерительным преобразователям давления воздуха в проверяемой системе. Недостатком устройства является его неприспособленность для контроля электропневматических систем регулирования давления. Наиболее близким техническим решением является устройство для проверки систем регулирования давления воздуха в гермокабинах летательных аппаратов, содержащее имитатор барометрического давления на высоте полета и имитатор давления воздуха в гермокабине, включающий емкость со штуцером для подключения к измерительным преобразователям давления воздуха в проверяемой системе, а также операционный усилитель с разъемом для подключения к каналу управления электропневмопреобразователем проверяемой системы. Полнота контроля системы при помощи этого устройства недостаточна, так как оно не обеспечивает имитации работы выпускного клапана в режиме регулирования как объекта управления в системе автоматического регулирования давления воздуха. Вследствие этого снижается достоверность результатов проверки. Целью изобретения является повышение достоверности результатов проверки. Указанная цель достигается тем, что в устройстве для проверки систем регулирования давления воздуха в гермокабинах летательных аппаратов, содержащем имитатор барометрического давления воздуха на высоте полета и имитатор давления воздуха в гермокабине, включающем емкость со штуцером для подключения к измерительным преобразователям давления воздуха в проверяемой системе, а также операционный усилитель с разъемом для подключения к каналу управления электропневмопреобразователем проверяемой системы, имитатор давления воздуха в гермокабине снабжен электронагревателем воздуха в емкости, пороговым устройством, подключенным к выходу операционного усилителя, и транзистором, вход которого подключен к выходу порогового устройства, а выход включен в цепь питания электронагревателя, причем имитатор барометрического давления на высоте полета снабжен штуцером для подключения к каналу сброса электропневмопреобразователя проверяемой системы. Емкость имитатора давления воздуха в гермокабине может быть снабжена регулируемым сильфоном. На чертеже представлена структурная схема устройства. Устройство для проверки систем регулирования давления воздуха в гермокабинах летательных аппаратов содержит имитатор барометрического давления на высоте полета. Этот имитатор включает в себя вакуум-насос 1. Устройство содержит также имитатор давления воздуха в гермокабине. В состав имитатора давления воздуха в гермокабине входит емкость 2 со штуцером 3 для подключения к измерительным преобразователям давления воздуха в проверяемой системе: датчику 4 давления воздуха в кабине и датчику 5 скорости изменения давления воздуха в кабине. Имитатор давления воздуха в гермокабине содержит также операционный усилитель 6 с разъемом 7 для подключения к каналу управления электропневмопреобразователем 8 проверяемой системы. К каналу управления электропневмопреобразователем 8 подключен инвертирующий вход операционного усилителя 6. Имитатор давления воздуха в гермокабине снабжен электронагревателем 9 воздуха в емкости 2, пороговым устройством 10, подключенным к выходу операционного усилителя 6, и биполярным транзистором 11. Вход транзистора 11 подключен к выходу порогового устройства 10, а выход транзистора 11 включен в цепь питания электронагревателя 9. Имитатор барометрического давления на высоте полета снабжен штуцером 12 для подключения к каналу сброса электропневмопреобразователя 8 проверяемой системы. Емкость 2 имитатора давления воздуха в гермокабине снабжена пневматически связанным с ней регулируемым сильфоном 13. Вывод положительной полярности источника 14 опорного напряжения подключен к неинвертирующему входу операционного усилителя 6. Электропитание устройства, в том числе и операционного усилителя 6, может производиться от того же источника, что и проверяемой системы. Транзистор 11 может быть типа n-p-n. Его целесообразно устанавливать на теплоотводящем радиаторе. Вывод базы на входе транзистора 11 подключен к выходу порогового устройства 10, а выводы коллектора и эмиттера на выходе транзистора 11 включены в цепь питания электронагревателя 9. Для повышения стабильности работы транзистора 11 между его базой и эмиттером включен резистор (не показан). В качестве порогового устройства 10 может быть использован кремниевый стабилитрон, напряжение пробоя которого больше остаточного напряжения между выходом усилителя 6 и соответствующим выводом его питания при нахождении этого усилителя в состоянии насыщения. Катод стабилитрона подключен к выходу операционного усилителя 6, а анод связан с базой транзистора 11 (не показано). Ограничение тока на выходе операционного усилителя 6 может производиться при помощи токостабилизирующего элемента или резистора, включаемого последовательно со стабилитроном, например, между его анодом и базой транзистора 11 (не показано). Вывод отрицательной полярности источника 14 опорного напряжения, вывод питания отрицательной полярности операционного усилителя 6 и вывод эмиттера транзистора 11 соединяются между собой и подключаются к отрицательному выводу источника питания проверяемой системы (не показано). Коллектор транзистора 11 соединяется с первым выводом электронагревателя 9. Второй вывод электронагревателя 9 соединен с положительным выводом питания операционного усилителя 6 и выводом положительной полярности источника питания проверяемой системы (не показано). Объем внутренней полости сильфона 13 регулируется при помощи винтового механизма, содержащего винт 15, укрепленный на торце сильфона 13, и гайку 16. Проверяемая система регулирования давления воздуха в гермокабинах летательных аппаратов кроме перечисленных выше содержит командный прибор 17, состоящий из электронного регулятора 18 давления и задатчика 19, выход которого подключен к первому входу регулятора 18 давления. Второй, третий и четвертый входы регулятора 18 давления подключены соответственно к первому, второму и третьему входам командного прибора 17, а выход регулятора 18 давления подключен к выходу командного прибора 17. В состав системы входит также датчик 20 атмосферного давления. Выходы датчиков 4, 5 и 20 подключены соответственно к первому, второму и третьему входам командного прибора 17. Кроме этого система содержит усилитель 21 мощности с двумя входами, выпускной клапан 22 и механически связанный с ним датчик 23 обратной связи, подключенный к первому входу усилителя 21, второй вход которого соединен с выходом командного прибора 17, а выход подключен к разъему 7 и электропневмопреобразователю 8, пневматически связанному с выпускным клапаном 22 и имитатором барометрического давления на высоте полета, т.е. вакуум-насосом 1, с помощью штуцера 12. При помощи электропневмопреобразователя 8 производится преобразование электрического сигнала постоянного тока на выходе усилителя 21 мощности в пневматический сигнал управления выпускным клапаном 23. Напряжение на выходе усилителя 21 мощности, а следовательно и на контакте разъема 7 имеет положительную полярность. При помощи имитатора барометрического давления на высоте полета, т.е. вакуум-насоса 1, входящего в его состав, создается перепад давления между полостями электропневмопреобразователя 8, необходимый для его работы. Проверка работоспособности системы с помощью предлагаемого устройства производится следующим образом. На выходе источника 14 опорного напряжения устанавливается напряжение, величина которого равна напряжению на контакте разъема 7 при нахождении выпускного клапана 22 в промежуточном положении, когда выпускное отверстие открыто не полностью. Величина давления начала герметизации по задатчику 19 устанавливается выше давления в кабине, необходимого для регулирования по программе в соответствии с атмосферным давлением дня, измеряемого датчиком 20. В первый момент после включения напряжения питания давления на входах датчиков 4 и 20 равны и напряжение на выходе усилителя 21 мощности меньше величины опорного напряжения, установленного на выходе источника 14. Выпускной клапан 22 закрывает выпускное отверстие. На выходе операционного усилителя 6 действует напряжение, при котором он переходит в состояние насыщения, характеризующееся тем, что напряжение между выходом усилителя 6 и отрицательным выводом сети постоянного тока имеет максимальную величину. Пробивается стабилитрон порогового устройства 10 и открывается транзистор 11, который подключает к сети постоянного тока электронагреватель 9. Происходит изохорическое нагревание газа внутри емкости 2 за счет теплообмена с нагревателем 9. При нагревании возрастает давление воздуха внутри емкости 2, что вызывает увеличение напряжение на выходе датчика 4 давления, подаваемого на первый вход командного прибора 17 и второй вход регулятора 18 давления. Это приводит к нарастанию напряжения на выходе усилителя 21 мощности и уменьшению напряжения между входами операционного усилителя 6, которое равно разности между опорным напряжением на выходе источника 14 и напряжением на выходе усилителя 21 мощности. При дальнейшем увеличении сигнала на выходе усилителя 21 мощности напряжение на входе операционного усилителя 6 меняет знак и при величине входного напряжения, близкой к нулю, благодаря большому коэффициенту усиления операционный усилитель переходит во второе состояние насыщения, при котором напряжение между выходом этого усилителя и отрицательным выводом сети постоянного тока имеет минимальное значение, равное остаточному напряжению. Стабилитрон порогового устройства 10 запирается. Транзистор 11 переходит в закрытое состояние, отключая питание электронагревателя 9. В связи с аккумуляцией тепловой энергии электронагревателем 9 усилитель 6 находится в этом состоянии некоторое время, а затем вновь переходит в первое состояние насыщения. Цикл работы электросхемы устройства повторяется. Операционный усилитель 6 позволяет поддерживать давление внутри емкости 2 с высокой точностью, так как входное напряжение, необходимое для перевода усилителя из одного состояния насыщения в другое принебрежимо мало по сравнению с величиной опорного сигнала из-за большого коэффициента усиления этого усилителя. С этой же целью масса электронагревателя 9 выбирается минимальной. Таким образом, внутри емкости 2 устанавливается температура газа, при которой его давление соответствует давлению воздуха в кабине при регулировании по программе с учетом атмосферного давления дня. Выпускной клапан 22 устанавливается в положение, заданное при установке величины напряжения на выходе источника 14 опорного напряжения. Стабилизация выпускного клапана 22 в этом положении производится за счет цепи обратной связи между датчиком 23 обратной связи, т.е. датчиком положения выпускного клапана 22, и вторым входом усилителя 21 мощности. О нормальной работе электропневматической системы автоматического регулирования давления свидетельствует установившееся значение давления во входной полости датчика 4 давления в кабине, соответствующее величине давления в кабине при регулировании по программе с учетом атмосферного давления дня. При этом выпускной клапан 22 должен сохранять положение, заданное при установке величины опорного напряжения на входе операционного усилителя 6. Положение выпускного клапана 22 контролируется по напряжению в цепи датчика 23 обратной связи. Влияние на устойчивость работы электропневматической системы регулирования давления воздуха радиопомех, установившихся и переходных процессов в системе электроснабжения и других факторов также проверяется по точности поддержания давления во входной полости датчика 4 давления в кабине и по стабильности положения выпускного клапана 23 до и после включения источника помех. Влияние переходных процессов в системе электроснабжения, характеризующихся малой длительностью (до 3-10 с), а также кратковременного воздействия наводок по полю и проводам питания определяется по изменению положения выпускного клапана 22 по сравнению с заданным. При необходимости величина начального давления внутри емкости 2 может корректироваться при помощи сильфона 13, объем которого регулируется. Тепловая энергия, подводимая к емкости 3, расходуется практически для компенсации потерь при теплообмене емкости с окружающей средой. Для уменьшения этих потерь емкость имеет тепловую изоляцию. Транзистор 11 в схеме устройства работает в режиме переключения, что обеспечивает минимальную величину мощности, рассеиваемой транзистором, и улучшает его тепловой режим. Проверка системы регулирования давления воздуха осуществляется с охватом контролем всех ее блоков. Создание давления в канале имитатора давления в гермокабине за счет изохорического нагревания газа в емкости 2 исключает необходимость использования дополнительного источника давления и позволяет заменить пневматический операционный усилитель более точным - электронным.
Формула изобретения
1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОВЕРКИ СИСТЕМ РЕГУЛИРОВАНИЯ ДАВЛЕНИЯ ВОЗДУХА В ГЕРМОКАБИНАХ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ, содержащее имитатор барометрического давления на высоте полета и имитатор давления воздуха в гермокабине, включающий емкость со штуцером для подключения к измерительным преобразователям давления воздуха в проверяемой системе, а также операционный усилитель с разъемом для подключения к каналу управления электропневмопреобразователем проверяемой системы, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности результатов, имитатор давления воздуха в гермокабине снабжен электронагревателем воздуха в емкости, пороговым устройством, подключенным к выходу операционного усилителя, и транзистором, вход которого подключен к выходу порогового устройства, а выход включен в цепь питания электронагревателя, причем имитатор барометрического давления на высоте полета снабжен штуцером для подключения к каналу сброса электропневмопреобразователя проверяемой системы. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что емкость имитатора давления в гермокабине снабжена регулируемым сильфоном.РИСУНКИ
Рисунок 1MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 26.06.1994
Номер и год публикации бюллетеня: 9-2001
Извещение опубликовано: 27.03.2001
