Устройство для разрыва мембраны в одноимпульсной ударной трубе

Авторы патента:

Зайнулина И.Н. (RU)

Зароченцев А.И. (RU)

Аверичкин П.А. (RU)

Храмцов Д.Н. (RU)

Зайнулин И.Г. (RU)

G01M9/04 - конструктивные элементы

Владельцы патента RU 2249805:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военно-воздушная академия им. проф. Н.Е.Жуковского" Министерство обороны РФ (RU)

Изобретение относится к испытательной технике. Устройство для разрыва мембраны в одноимпульсной ударной трубе состоит из корпуса, соединенного посредством фланцев с входным и выходным патрубками, мембраны, защемленной в выходном патрубке между двух фланцев, ножа для разрыва мембраны и привода ножа, выполненного в виде подпружиненного полого поршня с шариковым замком. Привод ножа со стороны своей внешней поверхности снабжен ограничителем осевого хода, выполненным в виде кольцевого упора, расположенного внутри полости корпуса. Устройство содержит закрепленный на мембране поддон, торцевая часть которого предназначена для размещения метаемого тела и имеет его конфигурацию, прикрепленный к поддону шток, трубу, установленную внутри привода ножа и укрепленную на входном патрубке, установленное на данной трубе замковое устройство для удержания с помощью штока поддона от перемещений, и два установленных на внутренней поверхности привода ножа плоских гребня-толкателя, взаимодействующих с данным замковым устройством. Нож для разрыва мембраны выполнен цилиндрическим. Технический результат: повышение достоверности испытаний. 1 ил.

Изобретение относится к области испытаний материалов на ударное воздействие, а именно к устройствам для разрушения мембраны и удержания метаемого тела, при исследовании характеристик моделей в свободном полете.

Известно устройство, описанное в А.С.№ 1774205, кл. G 01 M 9/04, опубл. 07.11.92 г., предназначенное для разрыва мембраны в одноимпульсной ударной трубе, состоящее из полого корпуса, между фланцем которого и фланцем патрубка защемлена мембрана. Нож для разрыва мембраны состоит из секторов, шарнирно закрепленных на конце полого поршня привода, подпружиненного упругим элементом. Шариковый замок выполнен в виде стопора, который, попадая в кольцевую проточку на поршне, двигающемся под действием давления в камере, освобождает полый поршень привода, и нож врезается в мембрану.

Данное устройство, принятое за прототип, имеет недостатки, связанные с тем, что созданию плоского фронта ударной волны мешают секторы ножа, остающиеся в области движения ударной волны, а также наличие кольцевого упора, создающего нежелательное сопротивление, а также необходимость увеличения прочности мембраны с увеличением давления в камере высокого давления, что затрудняет разрыв мембраны.

Технической задачей изобретения является повышение достоверности опытных данных путем уменьшения возмущений потока, создаваемого устройством, стабильности задаваемых значений скорости и расширение эксплуатационных возможностей путем увеличения скорости ударной волны при создании ею плоского фронта за счет обеспечения безостаточного разрыва мембраны и уменьшения потерь давления.

Сущность изобретения заключается в том, что устройство для разрыва мембраны в одноимпульсной ударной трубе, содержащее корпус, соединенный посредством фланцев с входным и выходным патрубками, защемленную между двух фланцев мембрану, и привод ножа, выполненный в виде подпружиненного полого поршня с шариковым замком, ограничитель осевого хода, выполненный в виде кольцевого упора, расположенного внутри полости корпуса, дополнительно содержит закрепленный на мембране поддон, торцевая часть которого предназначена для размещения метаемого тела и имеет его конфигурацию, прикрепленный к поддону шток, установленную внутри привода ножа и укрепленную на входном патрубке трубу, установленное на данной трубе замковое устройство для удержания с помощью штока поддона от перемещения, и два ножа, установленных на внутренней поверхности привода, плоские гребни-толкатели, взаимодействующие с данным замковым устройством, причем нож для разрыва мембраны выполнен цилиндрическим.

Технический результат изобретения достигается за счет наличия замкового устройства, воспринимающего основное усилие от давления в камере высокого давления и позволяющего использовать более тонкую мембрану 4, что обеспечивает надежное ее срезание. Мембрана удерживается в неподвижном состоянии закрепленным на ней поддоном со штоком до тех пор, пока не произойдет ее разрез ножом. Затем гребень-толкатель открывает замок и мембрана вместе с поддоном начинает движение. При этом канал не “затеняется” ножом и мембраной, что создает условия сохранения плоского фронта ударной волны, который обеспечивает стабильную максимальную начальную скорость V₀ и соответственно максимальную задаваемую скорость V метаемого тела при меньших давлениях (V=V₀+at.). Необходимо отметить, что срезанная мембрана в данном случае является дополнительным уплотнением в канале, предотвращающим перетекание воздуха в зону низкого давления.

Существенными отличительными признаками изобретения являются следующие элементы устройства:

- закрепленный на мембране поддон, торцевая часть которого предназначена для размещения метаемого тела;

- шток, закрепленный на поддоне;

- труба, установленная внутри привода ножа и укрепленная на входном патрубке;

- замковое устройство, установленное на трубе и предназначенное для удержания с помощью штока поддона от перемещения;

- два плоских гребня-толкателя, установленных на внутренней поверхности, взаимодействующих с замковым устройством;

- цилиндрическая форма ножа.

Перечисленные элементы в совокупности с существующими элементами прототипа необходимы и достаточны для достижения технического результата изобретения и обеспечивают соответствие его критерию “новизна”.

На чертеже показан общий вид устройства в исходном положении.

Описание устройства.

Устройство для разрыва мембраны и метания тела в одноимпульсной ударной трубе состоит из корпуса 1, соединенного фланцами с входным 2 и выходным 3 патрубками. В выходном патрубке 3 установлена мембрана 4, защемленная по периферийной части между фланцами 5 и 6. По нормали к поверхности мембраны 4 размещена режущая кромка цилиндрического ножа 7, подпружиненная в сторону мембраны 4 с помощью упругих элементов 8 и зафиксированная от перемещения шариковым замком, стопорящие элементы 9 которого размещены в пазах гильзы 10 и введены в контакт с поверхностью канавки 11, выполненной на наружной поверхности поршня привода 12 цилиндрического ножа 7, и ограничены от осевого перемещения упором в фиксирующий элемент шарикового замка, выполненного в виде кольцевого поршня 13, имеющего чувствительную торцевую поверхность 14. На наружной поверхности гильзы 10 выполнена кольцевая проточка, образующая с внутренней поверхностью корпуса 1 камеру 15, в которой размещен подпружиненный упругим элементом 16 в сторону чувствительной торцевой поверхности 14 кольцевой поршень 13 шарикового замка. Пружинная полость камеры 15 сообщена с атмосферой через отверстие 17 корпуса 1. Поддон 20 цилиндрической формы, изготовленный из полимерного материала или дерева, закреплен на мембране 4. Он установлен в выходном патрубке 3 и имеет углубление в торцевой части для установки в нем метаемого тела (не показано). На внутренней поверхности привода 12 ножа 7 имеются два гребня-толкателя 23, взаимодействующих с замковым устройством 19, а на внешней - ограничитель 24 осевого хода, выполненный в виде подпружиненного полого поршня с шариковым замком. На входном патрубке 2, внутри привода ножа, неподвижно закреплена труба 18, на которой установлено замковое устройство 19. К поддону 20 прикреплен шток 21, удерживающий поддон от перемещения с помощью замкового устройства 19 после разрезания мембраны 4 до момента взаимодействия плоских гребней-толкателей 23 с замковым устройством 19.

Гребни-толкатели 23 выполнены в виде тонких металлических пластин, неподвижно закрепленных на внутренней поверхности привода 12, и при контакте с замковым устройством 19 обеспечивают его открытие.

Описание работы устройства.

В исходном положении от перемещения в сторону мембраны привод ножа 12 удерживается шариковым замком. При подаче давления в камеру 15 поршень 13, преодолевая сопротивление упругого элемента 16, сдвигается влево до совпадения выполненной на нем кольцевой канавки с шариковым замком, который после раскрытия высвобождает подпружиненный упругим элементом 8 полый поршень привода 12, который в свою очередь двигает нож 7 и врезает его в мембрану 4. После разрезания мембраны плоские гребни-толкатели 23 воздействуют на замковое устройство 19, тем самым освобождая шток 21, а следовательно, и поддон с метаемым телом, который, после разгона тормозится в дульном тормозе, а метаемое тело продолжает движение.

Устройство для разрыва мембраны в одноимпульсной ударной трубе, содержащее корпус, соединенный посредством фланцев с входным и выходным патрубками, защемленную в выходном патрубке между двух фланцев мембрану, нож для разрыва мембраны и привод ножа, выполненный в виде подпружиненного полого поршня с шариковым замком, причем привод ножа со стороны своей внешней поверхности снабжен ограничителем осевого хода, выполненным в виде кольцевого упора, расположенного внутри полости корпуса, отличающееся тем, что устройство дополнительно содержит закрепленный на мембране поддон, торцевая часть которого предназначена для размещения метаемого тела и имеет его конфигурацию, прикрепленный к поддону шток, установленную внутри привода ножа и укреплненную на входном патрубке трубу, установленное на данной трубе замковое устройство для удержания с помощью штока поддона от перемещений, и два установленных на внутренней поверхности привода ножа плоских гребня-толкателя, взаимодействующих с данным замковым устройством, причем нож для разрыва мембраны выполнен цилиндрическим.

Изобретение относится к экспериментальной аэродинамике и может быть использовано в отраслях промышленности, занимающихся проектированием и созданием транспортных средств различного назначения.

Встраиваемый элемент для смесительных камер аэродинамических установок // 2041455

Изобретение относится к аэродинамике и может быть использовано в конструкциях аэродинамических установок. .

Устройство для изменения положения модели в аэродинамической трубе // 2018799

Изобретение относится к экспериментальной аэродинамике и может быть использовано в конструкциях подвесных устройств. .

Устройство для аэродинамического моделирования направляющего пути наземного транспорта // 2007696

Изобретение относится к средствам физического моделирования, в частности к устройствам для моделирования направляющего пути наземного транспорта в аэродинамических трубных экспериментах.

Подвеска модели в аэродинамической трубе // 1825113

Изобретение относится к области аэродинамических испытаний и предназначено для использования моделей в аэродинамических трубах. .

Рабочая часть трансзвуковой аэродинамической трубы // 1818569

Изобретение относится к физическому эксперименту, в частности к конструированию аэродинамических труб. .

Координатное устройство аэродинамической трубы // 1816981

Изобретение относится к экспериментальной аэродинамике, в частности к координатным устройствам аэродинамических труб, предназначенным для установки и перемещения моделей, насадков и других устройств в рабочей части аэродинамических труб.

Рабочая часть трансзвуковой аэродинамической трубы с адаптивными стенками // 1779970

Изобретение относится к экспериментальной аэродинамике в частности к конструкции трансзвуковых аэродинамических труб. .

Устройство для изменения положения модели в аэродинамической трубе // 1776127

Устройство для разрыва мембраны в одноимпульсной ударной трубе // 1774205

Изобретение относится к области испытания материалов на ударное воздействие, а именно к устройствам для разрушения мембран в одноимпульсных ударных трубах . .

Способ наземных испытаний объектов авиационной техники, подвергающихся обледенению, и устройство для его осуществления // 2345345

Динамический успокоитель колебаний аэродинамической модели // 2375691

Изобретение относится к области аэродинамических испытаний и предназначено для использования в аэродинамических трубах

Устройство для имитации условий обледенения при стендовых испытаниях авиационных газотурбинных двигателей в термобарокамере с присоединенным трубопроводом // 2451919

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в авиационной промышленности при проведении наземных испытаний объектов авиационной техники, подвергающихся обледенению в естественных условиях эксплуатации

Способ теплового нагружения обтекателей ракет из неметаллических материалов // 2456568

Изобретение относится к способам воспроизведения аэродинамического теплового воздействия на головную часть (обтекатель) ракеты в наземных условиях и может быть использовано при наземных испытаниях элементов летательных аппаратов

Способ управления гибкими стенками сопла аэродинамической трубы // 2506554

Изобретение относится к области экспериментальной аэродинамики, в частности к аэродинамическим трубам с регулируемыми соплами. Способ заключается в том, что управление гибкими стенками сопла осуществляют автоматическими приводными механизмами по заданной программе. Задание на изменение контура сопла в виде заданного числа М трансформируется в конечное положение ведущего ряда, а управление ведомыми рядами ведется синхронно в функции заданного на текущий момент времени положения ведущего ряда. Технический результат заключается в повышении точности установки гибких стенок сопла аэродинамической трубы, снижении потребной мощности приводов, снижении напряжений в гибкий стенках и упрощении эксплуатации сопла. 2 ил.

Устройство для согласования приводных рядов гибких стенок сопла аэродинамической трубы // 2506555

Изобретение касается систем управления в экспериментальной аэродинамике, в частности к аэродинамическим трубам с регулируемыми соплами. Устройство содержит контроллер управления приводами ведомых рядов гибких стенок сопла, приводы управления гибкими стенками сопла, цифровые датчики обратной связи, а также командное устройство, цифровой блок вычисления заданного положения ведомых рядов в функции измеренного положения ведущего ряда, а также цифровой датчик положения ведущего ряда и переключатель режима работы. При этом цифровой блок вычисления заданного положения ведомых рядов в функции измеренного положения ведущего ряда последовательно соединен с датчиком положения ведущего ряда и с контроллером управления приводами ведомых рядов гибких стенок сопла через переключатель режима работы. Технический результат заключается в создании устройства, обеспечивающего восстановление сопла аэродинамической трубы в автоматическом режиме и повышении точности установки сопла. 1 ил.

Устройство для управления гибкими стенками сопла аэродинамической трубы // 2506556

Изобретение относится к области экспериментальной аэродинамики, в частности к аэродинамическим трубам с регулируемыми соплами. Устройство состоит из силового механизма, изменяющего его контур по заданной программе, и командного устройства, управляющего этой программой. В контур управления введены последовательно включенные блок определения конечного положения ведущего ряда в функции заданного числа М, блок задания интенсивности движения ведущего ряда в функции времени управления и блок задания ординат ведомых рядов в функции заданной ординаты ведущего ряда, что позволяет с высокой точностью и скоростью изменять контур сопла. Технический результат заключается в повышении точности установки гибких стенок сопла аэродинамической трубы, а также надежности и простоты эксплуатации сопла. 1 ил.

Способ теплового нагружения обтекателей ракет из неметаллических материалов // 2517790

Изобретение относится к способам воспроизведения аэродинамического теплового воздействия на обтекатель ракеты в наземных условиях и может быть использовано при наземных испытаниях элементов летательных аппаратов. Заявленный способ включает нагрев наружной поверхности обтекателя за счет пропускания электрического тока через эквидистантный этой поверхности нагреватель в виде токопроводящей тонкостенной оболочки переменной толщины по высоте, контактирующей с ограничителем из теплоизоляционного материала, также эквидистантным наружной поверхности обтекателя, и измерение температуры. Токопроводящая тонкостенная оболочка расположена к наружной поверхности обтекателя с зазором, в который нагнетают инертный газ под давлением, а ограничитель из теплоизоляционного материала выполнен пористым. Технический результат - расширение температурного диапазона воспроизведения теплового поля на наружной поверхности обтекателей из неметаллических материалов при наземной отработке конструкции. 1 ил.

Пусковой затвор струйного аппарата высокого давления // 2529920

Изобретение относится к области авиации, в частности к технике экспериментов в аэродинамических трубах кратковременного (импульсного) действия с продолжительностью пуска порядка 40 миллисекунд, работающих при высоких давлениях и температурах газа. Пусковой затвор струйного аппарата высокого давления содержит корпус, заслонку с отверстием, связанную с пневматическим приводом заслонки. Заслонка имеет длину, в шесть раз и более превышающую диаметр открываемого канала трубы. Отверстие в заслонке выполнено прямоугольным, при этом его ширина перпендикулярна оси пускового затвора и равна диаметру канала трубы, а длина параллельна оси пускового затвора и в 1.5 раза и более превышает диаметр канала трубы. Пневматический привод заслонки содержит шток, присоединенный к заслонке, поршень, цилиндр с расположенными в его передней части окнами, перекрываемыми поршнем, и цилиндрическим обводным каналом, расположенным в середине цилиндра и соединяющим полости, находящиеся по обе стороны поршня, а также аккумулятор сжатого воздуха, окружающий цилиндр, и гидравлический тормоз, содержащий цилиндрическую камеру, расположенную непосредственно за цилиндром и переходящую в сужающийся конус. 1 ил.

Способ тепловых испытаний материалов и изделий // 2530443

Изобретение относится к области стендовых тепловых испытаний и может быть использовано для диагностики характеристик термопрочности и термостойкости эксплуатируемых металлов. Сущность предложенного изобретения заключается в том, что способ тепловых испытаний материалов и изделий включает размещение и регулировку положения нагревателей относительно поверхностей объекта до их облучения, а в процессе облучения поверхностей объекта по результатам контроля температурными датчиками параметров теплового воздействия осуществляют управление ими. Согласно изобретению нагреватели размещают набором отдельных модулей относительно облучаемых поверхностей объекта до их облучения, а в процессе облучения параметрами теплового воздействия их положение регулируют как индивидуально, так и взаимным расположением отдельных модулей. При этом осуществляют контролируемые и управляемые воздействия силовыми и динамическими нагрузками, а также воздействие окислительной средой на облучаемые поверхности объекта. Технический результат - повышение достоверности результатов диагностики. 3 з.п. ф-лы.