Стенд для исследования работоспособности систем летательных аппаратов в условиях воздействия вакуума и невесомости

Авторы патента:

Ильченко Евгений Константинович (RU)

B64G7/00 - Имитация космических условий, например для установления условий жизнеобеспечения (тренажеры для обучения или тренировки G09B 9/00)

Владельцы патента RU 2688505:

Акционерное общество "Государственный ракетный центр имени академика В.П. Макеева" (RU)

Изобретение относится к испытательному оборудованию и может быть использовано при исследовании работоспособности систем летательных аппаратов в условиях одновременного воздействия вакуума и невесомости. В состав стенда входят барокамера, платформа для установки объекта испытаний, устройство для спасения объекта испытаний, системы измерения и регистрации параметров и пульт управления. Платформа для установки объекта испытаний монтирована горизонтально с возможностью вертикального перемещения на вертикальных направляющих, установленных в нижней части барокамеры, и снабжена разгонным устройством, устройствами стопорения начального и конечного положений, быстроразъемным замковым устройством и шарниром для поворота ее в вертикальное положение. В верхней части направляющих выполнены амортизаторы. Повышается качество эксперимента. 2 ил.

Известен высотный стенд для испытаний ракетных двигателей, в состав которого входят барокамера, платформа для установки двигателя, системы измерения и регистрации параметров и пульт управления (заявка №93 036 729 МПК F02K 11/00 (1995.01), F01M 9/00 (1995.01).

Известен стенд для раскрытия батареи солнечной космического аппарата в условиях, приближенных к невесомости, содержащий вертикальную ферму, технологическую раму с балансировочным грузом, звенья подкосов панели батареи солнечной, шарнирно закрепленные на вертикальной ферме стенда, и компенсатор, выполненный в виде груза, вес которого создает вращающий момент, компенсирующий работу сил тяжести звеньев подкосов (RU патент №2 567 678 МПК B64G 7/00 (2006.01).

Известен принятый за прототип вакуумно- динамический стенд для отработки систем разделения ракет, систем сброса аэродинамических обтекателей, защитных куполов приборных отсеков и т.п.в условиях глубокого вакуума и невесомости. Этот стенд включает барокамеру, рабочий объем которой - 6000 м³, высота - 70 м и диаметр - 10 м, устройство для спасения отделившихся частей в виде сетчатого ловителя, системы измерения и регистрации параметров и пульт управления (СКБ-385, КБ машиностроения, ГРЦ «КБ им. академика В.П. Макеева», М., «Военный парад» - ГРЦ «КБ им. академика В.П. Макеева», 2007, стр. 186-187).

Указанный стенд обеспечивает возможность проведения наземных испытаний систем летательных аппаратов с их спасением в условиях глубокого вакуума и невесомости в течение 3 сек.

К недостаткам стенда относится сложность работ по подготовке объектов испытаний при расположении их в верхней части барокамеры и недостаточное время исследования работоспособности в условиях невесомости.

Задачей изобретения является устранение недостатков прототипа.

Поставленная задача решается тем, что в стенде для исследования работоспособности систем летательных аппаратов, в условиях вакуума и невесомости, содержащем барокамеру, платформу для установки объекта испытаний, устройство для спасения объекта испытаний, системы измерения и регистрации параметров и пульт управления, платформа для установки объекта испытаний монтирована горизонтально с возможностью вертикального перемещения на вертикальных направляющих, установленных в нижней части барокамеры, и снабжена разгонным устройством, например, в виде пружин, установленных на направляющих, устройствами стопорения начального и конечного положений, например, механизмами храпового типа, установленными в системе «платформа - направляющие», быстроразъемным замковым устройством и шарниром для поворота ее в вертикальное положение, расположенными на направляющих, а в верхней части направляющих выполнены амортизаторы, например, пружинного типа.

Совокупность отличительных признаков обеспечивает решение поставленной задачи, а именно: сокращает время выполнения экспериментальных работ и одновременно позволяет увеличить время пребывания объекта испытаний в состоянии невесомости, т.е. увеличить время проведения исследования работоспособности в условиях невесомости.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где:

- на фиг. 1 показана принципиальная схема стенда в исходном положении;

- на фиг. 2 - положение частей стенда при улавливании объекта испытаний.

В состав стенда входит барокамера 1, в нижней части которой выполнены направляющие 2 с размещенной на них в горизонтальном положении платформой 3 для установки объекта испытаний 4. Для фиксации платформы в начальном (исходном) и в конечном положениях в системе «платформа-направляющие» выполнены соответственно стопорные устройства 5 и 6 храпового типа. Платформа 3 снабжена быстроразъемным замком 7 и шарниром 8, расположенным на направляющих со стороны, в плоскости, противоположной плоскости расположения замка 7, и предназначенным для поворота платформы в вертикальное положение под действием силы тяжести при его расцеплении. На направляющих 2 установлено разгонное устройство платформы 3 с установленным на ней объектом испытаний 4, выполненное в виде пружин 9. В верхней части направляющих 2 установлены амортизаторы 10 пружинного типа, предназначенные для ограничения вертикального перемещения платформы 3 и гашения кинетической энергии, приобретенной платформой при ее разгоне. Стенд снабжен системами измерения и регистрации параметров пультом управления процессом испытаний 11 и системами измерения и регистрации параметров (на чертеже не обозначены). Для спасения объекта испытаний 4 при его падении с высоты в нижней части барокамеры установлен ловитель 12.

Работа стенда при проведении испытания.

Исходное положение перед испытанием.

Платформа 3 с объектом испытаний 4 установлена на направляющих 2 в положении, при котором разгонным устройством, например в виде пружин 9, обеспечивается взлет объекта испытаний 4 на заданную высоту, необходимую для получения заданного времени пребывания его в условиях невесомости. В барокамере 1 создано путем откачки воздуха заданное разряжение атмосферы.

В состоянии готовности находятся системы измерения и регистрации параметров.

Процесс испытаний.

С пульта управления 11 подается команда на запуск систем измерения и регистрации параметров и на стопорное устройство 5, при срабатывании которого платформа 3 вместе с объектом 4 взлетает вверх. В момент соударения платформы 3 с амортизаторами 10 платформа останавливается в верхнем положении и фиксируется стопорным устройством 6. Объект испытаний 4 продолжает взлетать вверх до достижения скорости равной нулю, а затем падает вниз. В этот период времени происходит расцепление замка 7 и платформа 3 под действием силы тяжести разворачивается в вертикальное положение. При взлете объекта испытаний 4 на высоту 30 м суммарное время пребывания его в условиях невесомости (полет вверх-вниз) составляет около 5 сек, при взлете на высоту 40 м объект испытаний находится в невесомости 5,7 сек, а при взлете его на высоту 50 м время пребывания объекта в невесомости увеличивается до 6,3 сек. Этого времени достаточно для выполнения исследования работоспособности испытуемого объекта в условиях одновременного воздействия вакуума и невесомости. Объект испытаний 4 спасается при падении с высоты ловителем 12.

Предложенный стенд обеспечивает сокращение времени при выполнении подготовительных работ для проведения наземных испытаний и одновременно позволяет увеличить время пребывания объекта испытаний при воздействии вакуума в состоянии невесомости, т.е. повысить качество эксперимента и надежность работы объекта летательного аппарата в штатных условиях.

Предложение рекомендовано к внедрению.

Стенд для исследования систем летательных аппаратов в условиях воздействия вакуума и невесомости, содержащий барокамеру, платформу для установки объекта испытаний, устройство для спасения объекта испытаний, системы измерения и регистрации параметров и пульт управления, отличающийся тем, что платформа для установки объекта испытаний монтирована горизонтально с возможностью вертикального перемещения на вертикальных направляющих, установленных в нижней части барокамеры, и снабжена разгонным устройством, например, в виде пружин, установленных на направляющих, устройствами стопорения начального и конечного положений платформы, например механизмами храпового типа, установленными в системе «платформа - направляющие», быстроразъемным замковым устройством и шарниром для поворота ее в вертикальное положение, расположенными на направляющих, а в верхней части направляющих выполнены амортизаторы, например, пружинного типа.

Изобретение относится к оптико-электронной, оптико-механической и криогенно-вакуумной технике и предназначено для точной радиометрической калибровки, исследований и испытаний оптико-электронных и оптико-механических устройств (аппаратуры), а также систем радиационного захолаживания в условиях вакуума, низких фоновых тепловых излучений и в условиях, имитирующих космическое пространство.

Способ обезвешивания и возбуждения колебаний при модальных испытаниях и устройство для его осуществления // 2677942

Группа изобретений относится к наземным испытаниям многозвенных нежестких космических конструкций, работающих в невесомости. При испытаниях совмещают операции по компенсации веса и покоординатному возбуждению - с помощью электродинамических силовозбудителей (ЭС) - вынужденных колебаний обезвешиваемого звена конструкции.

Способ моделирования процесса тепло- и массообмена при испарении жидкости и устройство для его реализации // 2677868

Группа изобретений относится к ракетно-космической технике и может быть использована при проведении экспериментальных исследований при физическом моделировании процессов испарения остатков жидкого топлива в баках отделяющихся частей ступеней ракет-носителей.

Имитатор солнечного излучения // 2641514

Имитатор может быть применен для фотометрической градуировки крупногабаритных оптико-электронных каналов космических спутников. Имитатор содержит дуговой источник света, вокруг которого равномерно установлены одинаковые каналы, каждый из которых содержит конденсор с апертурной диафрагмой, зеркало, установленное под углом к оптической оси, полевую диафрагму и коллимирующий объектив.

Реверберационная камера // 2614454

Изобретение относится к радиотехническому испытательному оборудованию, предназначенному для проведения стендовых испытаний ракетных двигателей космических аппаратов, в частности для измерения электромагнитного излучения.

Способ сборки оптико-механического блока космического аппарата // 2610919

Способ сборки оптико-механического блока космического аппарата относится к области космического оптического приборостроения и может быть использован при сборке, юстировке и калибровке крупногабаритных оптико-механических блоков, предназначенных для работы в космосе.

Автоматизированное рабочее место для исследований и испытания систем электропитания космических аппаратов // 2609619

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано при экспериментальной отработке системы электропитания КА. Автоматизированное рабочее место для исследований и испытания систем электропитания КА содержит имитатор батареи солнечной, имитатор аккумуляторной батареи, имитатор нагрузки, систему управления и аппаратуру регулирования и контроля.

Способ контроля готовности экипажа космического аппарата к нештатным ситуациям и система для его осуществления // 2605230

Группа изобретений относится к способу и системе контроля готовности экипажа космического аппарата (КА) к внештатным ситуациям. Для контроля готовности экипажа к внештатным ситуациям моделируют внештатную ситуацию, определяют готовность космонавтов к внештатной ситуации путем сравнения параметров текущих координат космонавтов, используя излучатели и детекторы инфракрасного излучения, с заданными значениями, Система контроля готовности экипажа содержит средства отображения визуальной информации, блок моделей систем КА, блок управления тренировкой, блок задания внештатных ситуаций, блок задания параметров эталонных действий, блок определения уровня подготовки, блоки излучателей инфракрасных импульсных сигналов, радиоприемные устройства, позиционно-чувствительные детекторы инфракрасного излучения, оптические системы, блоки формирования данных приема инфракрасных сигналов, радиоприемо-передающие устройства, блок формирования команд управления излучением и приемом инфракрасных сигналов, синхронизатор, блок задания расположения детекторов инфракрасного излучения, блок задания параметров оптических систем, блок определения параметров направлений от детекторов на излучатели, блок определения координат местоположений излучателей, блок индикации фиксированных положений космонавтов и блок определения параметров относительного положения излучателей при фиксированном положении, блок определения параметров положения космонавтов, блок анализа и регистрации информации о выполненных действиях космонавтов, блок задания эталонных положений космонавтов, блок моделирования параметров событий нештатных ситуаций, блоки аудиовоспроизведения, блоки аудиозаписей, средства сопряжения радиоустройства с экраном и блоками аудиозаписи и воспроизведения, система обмена данными, соединенные определенным образом.

Вакуумно-криогенный стенд // 2591737

Изобретение относится к области испытаний оптико-электронных и оптико-механических устройств и касается вакуумно-криогенного стенда. Стенд включает в себя вакуумно-криогенную камеру, охлаждаемые радиационные экраны, универсальный и динамический источники излучения, коллиматор, поворотное и ломающие зеркала, спектрорадиометр, систему криогенного обеспечения, систему вакуумирования, модуль канала оптического фона и интерферометр сдвига.

Тренажер для отработки комплекса задач по исследованию астрономического объекта участниками космической экспедиции // 2581643

Тренажер для отработки комплекса задач по исследованию астрономического объекта участниками космической экспедиции содержит рабочее место оператора, средства имитации и визуализации реальных условий проведения исследований, графическую станцию, джойстики интерактивного управления объектами, соединенные определенным образом.