Устройство для испытания летательных аппаратов на прочность

Устройство включает опорную пластину, нагружающий элемент, источник питания, программное устройство. Источник питания, подающий рабочую жидкость в нагружающий элемент, выполнен в виде вертикально установленного трубопровода с возможностью регулировки необходимой высоты. Устройство снабжено датчиками уровня, распределителями с электроуправлением, связанными с программным устройством, и регулируемыми дросселями, установленными в магистралях подачи и слива рабочей жидкости, а также поддоном для сбора утечек рабочей жидкости при перегрузке испытываемых элементов летательного аппарата, связанным через магистраль слива с расходным баком. Рабочая жидкость подается в источник питания или от насосной установки низкого давления или самотеком из емкости, расположенной выше источника питания, при этом емкость подключена к централизованному источнику питания через распределитель с электроуправлением и снабжена датчиками верхнего и нижнего уровней, а сливная магистраль соединяет источник питания с централизованным источником питания. Технический результат: повышение точности нагружения и надежности защиты испытываемого объекта. 2 ил.

 

Изобретение относится к области испытательной техники, в частности к установкам для испытания летательных аппаратов на прочность.

Известны устройства для испытания летательных аппаратов на прочность, содержащие систему передачи заданной нагрузки от гидроцилиндра на испытываемую конструкцию, программное устройство, связанные с ним датчик силы и электргидравлический усилитель, насосоную станцию с напорной и сливной магистралями. (Статические испытания на прочность сверхзвуковых самолетов. М.: Машиностроение, 1974. с.195-196, 201-212).

Недостаток этого устройства в том, что воспроизведение аэродинамической нагрузки при испытаниях на прочность основано на замене распределительных сил системой элементарных сосредоточенных сил, которые передаются на обшивку при помощи рычажной системы. При этом рычажная система получается сложной, так как силы, прикладываемые к тонкой обшивке, должны быть такими, чтобы не было риска вызвать местное разрушение конструкции. При этом надо учитывать также, что при испытаниях с рычажной системой возникают значительные погрешности, вызванные трением в шарнирах. Кроме этого, гидропривод такой системы имеет высокую цену и сложные конструктивно-технологические элементы.

Известно устройство, имеющее группу нагрузочных элементов, увеличивающихся в объеме при повышении давления с целью имитации аэродинамических нагрузок на крыло. Устройство содержит две опорные пластины, нагрузочные элементы, источник сжатого газа, регулятор, электронную вычислительную машину. (Патент США №4453413, G01M 5/00, 1984).

Недостаток этого устройства в том, что применение в качестве рабочего тела воздуха имеет недостатки, связанные с отрицательным действием упругости воздуха на ускорение проведения испытаний и на точностные характеристики программы испытаний (запаздывание передачи энергии от источника к потребителю, нестабильность нагрузки в переходных точках программы нагружения).

При создании изобретения была поставлена задача повышения точности нагружения и надежности защиты испытываемого объекта.

Решение указанной задачи достигается тем, что устройство, содержащее опорную пластину, нагружающий элемент, источник питания, программное устройство, снабжено гидравлическим источником питания, подающим рабочую жидкость в нагружающий элемент, выполненный в виде вертикально установленного трубопровода с возможностью регулировки необходимой высоты, при этом устройство снабжено датчиками уровня и распределителями с электроприводом, связанными с программным устройством и регулируемыми дросселями, установленными в магистралях подачи и слива рабочей жидкости, а также поддоном для сбора утечек рабочей жидкости при перегрузке испытываемых элементов летательного аппарата, связанным через магистраль слива с расходным баком, при этом рабочая жидкость подается в источник питания или от насосной установки низкого давления или самотеком из емкости, расположенной выше источника питания, при этом емкость подключена к централизованному источнику питания через распределитель и снабжена датчиками верхнего и нижнего уровня, а сливная магистраль соединяет источник питания с централизованным источником питания (например, с системой оборотного водоснабжения или с водопроводом).

На фиг.1 представлена принципиальная гидравлическая схема с подачей рабочей жидкости в источник питания от насосной установки; на фиг.2 показан вариант подачи жидкости в источник питания самотеком из емкости, расположенной выше источника питания.

Гидравлическая система устройства (фиг.1) содержит нагрузочный элемент 1, расположенный на жесткой опорной пластине 2 и создающий заданную нагрузку на конструкцию 3; источник питания 4, в состав которого входят трубопровод 5, передвижной патрубок 6 с фиксатором 7, датчики верхнего 8 и нижнего 9 уровней жидкости, поддон 10 со сливным трубопроводом 11; магистрали нагнетания 12 и слива 13; распределители с электроуправлением 14 и 15; регулируемые дроссели 16 и 17, программное устройство 18; насосную установку 19, включающую расходный бак 20, насос 21, переливной клапан 22.

Гидравлическая схема (фиг.2) аналогична изображенной на фиг.1. Отличие ее в том, что она содержит емкость 23, датчики нижнего 24 и верхнего 25 уровня жидкости, блок управления 26 и распределитель 27.

Гидравлическая система (фиг.1) работает следующим образом.

Рабочая жидкость из бака 20 поступает в насос 21, подающий жидкость к распределителю с электроуправлением 14, который открывается по сигналу от программного устройства 18. По магистральному трубопроводу 12 жидкость поступает в трубопровод 5 и затем по трубопроводу 13 в нагрузочный элемент 1 - конструкция нагружается. Величина давления (нагрузки) на конструкцию создается высотой столба жидкости в источнике питания 5, а ее верхнее и нижнее значения ограничиваются соответствующей установкой датчиков верхнего 8 и нижнего 9 уровней жидкости в трубопроводе 5. Необходимая скорость нагружения осуществляется регулировкой дросселя 16. При достижении заданной нагрузки от верхнего датчика уровня 8 поступает сигнал в программное устройство 18, которое выключает распределитель 14 и одновременно включает распределитель 15, и происходит слив жидкости в расходный бак 20 - конструкция разгружается. Темпы разгрузки регулируются дросселем 17. При достижении заданной нагрузки по сигналу от датчика нижнего уровня 9 программное устройство 18 выключает распределитель 15 и включает распределитель 14. Цикл нагружения - разгружения повторяется. Происходит циклическое нагружение конструкции.

На трубопроводе 5 источника питания 4 установлен передвижной патрубок 6 с фиксатором 7, который служит защитой испытываемой конструкции при аварийных ситуациях. Величина допустимого давления регулируется высотой столба жидкости в трубопроводе 6, при его превышении излишек жидкости сливается в поддон 10, затем по трубопроводу 11 возвращается в расходный бак 20.

Подача рабочей жидкости в источник питания 4 (фиг.2) осуществляется из емкости 23, установленной выше источника питания 4. Для поддержания необходимого уровня в емкости 23 служит система подачи жидкости от централизованного источника питания. Сигналы на заполнение емкости 23 поступают от датчиков уровня 24 и 25 на блок управления 26, который от сигнала датчика нижнего уровня 24 включает на открытие гидрораспределитель 27, и жидкость поступает в емкость. При достижении верхнего уровня по сигналу датчика 25 блок управления 26 выключает гидрораспределитель 27, и подача жидкости в емкость 23 прекращается.

В предлагаемом устройстве для создания малых нагрузок и незначительных деформаций конструкции, например створки люков шасси, возникающих при имитации аэродинамической нагрузки, использование в качестве источника питания столба жидкости позволяет значительно повысить точность нагружения и сократить время испытаний.

Источник питания выполняет также функции аварийной защиты испытываемой конструкции при испытаниях. Предложенная защита относится к защитам прямого действия и работает практически при любых аварийных ситуациях, что повышает надежность защиты.

Устройство для испытания летательных аппаратов на прочность, содержащее опорную пластину, нагружающий элемент, источник питания, программное устройство, отличающееся тем, что источник питания, подающий рабочую жидкость в нагружающий элемент, выполнен в виде вертикально установленного трубопровода с возможностью регулировки необходимой высоты, при этом устройство снабжено датчиками уровня, распределителями с электроуправлением, связанными с программным устройством, и регулируемыми дросселями, установленными в магистралях подачи и слива рабочей жидкости, а также поддоном для сбора утечек рабочей жидкости при перегрузке испытываемых элементов летательного аппарата, связанным через магистраль слива с расходным баком, при этом рабочая жидкость подается в источник питания или от насосной установки низкого давления или самотеком из емкости, расположенной выше источника питания, при этом емкость подключена к централизованному источнику питания через распределитель с электроуправлением и снабжена датчиками верхнего и нижнего уровней, а сливная магистраль соединяет источник питания с централизованным источником питания.