ПОРОХОВОЙ РОТОР ГИРОСКОПИЧЕСКОГО ПРИБОРА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТЕНДОВЫХ ИСПЫТАНИЙ ПОРОХОВОГО РОТОРА Российский патент 1999 года по МПК G01C19/12 

Изобретение относится к области испытаний пороховых роторов гироскопических приборов, в которых разгон ротора осуществляется пороховыми газами от сгорания порохового заряда, размещенного внутри ротора.

В конструкциях современных управляемых снарядов нашли широкое применение гироскопические приборы, ротор которых разгоняют истекающими через тангенциальные сопла пороховыми газами.

Известен гироскопический прибор, где в корпусе ротора, состоящего из двух свинчивающихся полых частей, установлен заряд твердого топлива и электрический воспламенитель. Провода этого воспламенителя выведены через тангенциальные сопла корпуса ротора [1].

Недостатком описанной конструкции порохового гироскопа является невозможность замера давления пороховых газов внутри корпуса ротора при его вращении, т.е. в рабочем состоянии.

Анализ уровня техники в данной области показал, что известен гироскоп фирмы Verwaltungsgegsellshaft der Werkzeugmaschinenfabric наиболее близкий по решаемой технической задаче и являющийся прототипом предложенного технического решения [2].

В корпусе ротора, состоящего из собственно корпуса и навинченной крышки, размещен пороховой заряд твердого топлива. Для поджига заряда по оси ротора размещен пиротехнический воспламенитель электрического инициирования. Истечение пороховых газов происходит через тангенциальные сопла, выполненные в корпусе ротора по его оси симметрии. Ротор установлен на подшипнике скольжения в рамке кардана. Недостатком описанной конструкции является невозможность регистрации внутрибаллистических характеристик (давление в функции времени) внутри полости ротора при его вращении. Запись же давления во времени в невращающемся роторе приводит к искаженному получению его величины из-за неучета влияния размыва поверхности заряда истекающими газами при вращении. При этом давление пороховых газов в роторе значительно повышается, а это повышение также зависит от зазора между стенками ротора и поверхности заряда, что не поддается теоретическому подсчету с достаточной точностью.

Задачей предлагаемого технического решения является повышение точности замеряемых параметров по величине давления пороховых газов в функции времени внутри вращающегося ротора и числа его оборотов в функции времени и давления.

Технический результат изобретения достигается тем, что пороховой ротор гироскопического прибора, содержащий корпус и резьбовую крышку, внутренние поверхности которых образуют камеру сгорания, в которой размещен пороховой заряд в виде цилиндрической шашки, во внутреннем канале которой установлен электровоспламенитель, снабжен поршнем, размещенным в предусмотренной в резьбовой крышке полой оси и имеющим подшипник, зафиксированный ограничителем хода поршня и втулкой со сферической пятой, причем на боковой поверхности поршня выполнены лабиринтные пазы.

Кроме того, в устройстве для стендовых испытаний порохового ротора гироскопического прибора, содержащем станину с узлом крепления ротора и узлом замера параметров ротора, резьбовую втулку и фотодатчик, узел крепления ротора выполнен в виде двух вращающихся опор, одна из которых сопряжена со станиной, а другая, со стороны резьбовой крышки ротора - с резьбовой втулкой, узел замера параметров ротора выполнен в виде датчика давления, установленного в резьбовой втулке и контактно связанного своим чувствительным элементом через втулку со сферической пятой с поршнем, а фотодатчик установлен в станине напротив метки, нанесенной на корпусе ротора.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид предложенного устройства для стендовых испытаний порохового ротора гироскопического прибора, на фиг.2 - разрез по А-А фиг.1 в увеличенном масштабе.

Устройство для стендовых испытаний порохового ротора гироскопического прибора содержит узел крепления ротора, узел замера параметров и станину 1 с крепежными выступами (на чертежах не показано), в которой закреплен ротор порохового гироскопа, содержащий корпус 2 и резьбовую крышку 3, внутренние поверхности которых образуют камеру сгорания, в которой размещен пороховой заряд 4 в виде цилиндрической шашки, во внутреннем канале которой установлен электровоспламенитель 5, соединенный с арретирующим устройством 6 и токопроводом 7. В резьбовой крышке ротора предусмотрена полая ось 8.

Узел замера параметров ротора выполнен в виде резьбовой втулки 9, ввернутой в станину напротив полой оси ротора, с датчиком давления 10, который на резьбе установлен в резьбой втулке 9, и фотодатчика 11, установленного в корпусе станины напротив нанесенной на наружной поверхности ротора краской метки 12.

В резьбовой крышке полой оси 8 размещен поршень 13 с подшипником 14. Подшипник зафиксирован с одной стороны ограничителем хода поршня 15, а с другой - втулкой со сферической пятой 16. Своим чувствительным элементом (на чертежах не показано) датчик давления контактно связан с устройством регистрации давления пороховых газов через втулку со сферической пятой.

Узел крепления ротора 2 выполнен в виде двух вращающихся опор, например, подшипников. Опора 17 установлена в отверстии 18 станины 1, а опора 19 - в резьбовой втулке 9. Для предотвращения утечки пороховых газов через поршень с подшипником, на поршне предусмотрены лабиринтные проточки 20.

Работа порохового ротора и устройства для его стендовых испытаний заключается в следующем.

При подаче электрического импульса через токопровод 7 срабатывает электровоспламенитель 5 и поджигает пороховой заряд 4. Образующиеся при этом пороховые газы начинают истекать через сопла ротора (на чертежах не показано), обеспечивая его вращение. При этом арретирующее устройство 6 освобождает ротор для вращения. Одновременно пороховые газы давят на поршень 13. Поршень при этом через втулку со сферической пятой 16 на подшипнике 14 давит на чувствительный элемент датчика 10, который обеспечивает его запись во времени через электронную аппаратуру стенда.

Втулка со сферической пятой 16 на подшипнике 14 исключает разогрев чувствительного элемента за счет трения. Настройка датчика давления осуществляется вращением резьбовой втулки 9. Одновременно производится запись числа оборотов ротора в функции от времени и давления пороховых газов фотодатчиком 11 по метке 12. Предложенные конструкции порохового ротора и устройства для его стендовых испытаний обеспечивают замер реального давления пороховых газов внутри ротора при его вращении, а запись числа оборотов ротора позволяет их регистрировать в функции времени и давления газов в роторе.

Источники информации
1. Патент Великобритании N 842775, МКИ G 01 С, опубл. 27.07.60.

2. Патент Франции N 1.274.793, МКИ F 41 H, опубл. 29.10.60 - прототип.

Устройство предназначено для испытаний роторов, разгон которых осуществляется газами от сгорания порохового заряда. Корпус и резьбовая крышка ротора образуют камеру сгорания. Пороховой заряд в виде шашки размещен в камере. В канале шашки установлен электровоспламенитель. В полой оси крышки размещен поршень, имеющий подшипник. На боковой поверхности поршня выполнены пазы. Для стендовых испытаний ротора предназначено устройство, имеющее станину с узлом крепления ротора и узлом замера его параметров. Узел крепления выполнен в виде двух вращающихся опор. Узел замера параметров ротора представляет собой датчик давления, связанный с поршнем. В станину установлен фотодатчик. Обеспечивается повышение точности замеряемых параметров по величине давления газов в функции времени и числа оборотов ротора в функции времени и давления. 2 с.п. ф-лы, 2 ил.

1. Пороховой ротор гироскопического прибора, содержащий корпус и резьбовую крышку, внутренние поверхности которых образуют камеру сгорания, в котрой размещен пороховой заряд в виде цилиндрической шашки, во внутреннем канале которой установлен электровоспламенитель, отличающийся тем, что снабжен поршнем, размещенным в предусмотренной в резьбовой крышке полой оси и имеющим подшипник, зафиксированный ограничителем хода поршня и втулкой со сферической пятой, причем на боковой поверхности поршня выполнены лабиринтные пазы. 2. Устройство для стендовых испытаний порохового ротора гироскопического прибора, содержащее станину с узлом крепления ротора и узлом замера параметров ротора, резьбовую втулку и фотодатчик, отличающееся тем, что узел крепления ротора выполнен в виде двух вращающихся опор, одна из которых сопряжена со станиной, а другая, со стороны резьбовой крышки ротора, - с резьбовой втулкой, узел замера параметров ротора выполнен в виде датчика давления, установленного в резьбовой втулке и контактно связанного своим чувствительным элементом через втулку со сферической пятой с поршнем, а фотодатчик установлен в станине напротив метки, нанесенной на корпусе ротора.