СТЕНД ДЛЯ УДАРНЫХ ИСПЫТАНИЙ Российский патент 2005 года по МПК G01M7/08 

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для испытания объектов на ударное воздействие.

Одной из задач в испытательной технике является испытание объектов на соударение с грунтом, при котором имитируется аварийное взаимодействие с грунтом летательных аппаратов или их “черных ящиков”.

Следует отметить, что при таких испытаниях важны как скорость соударения, так и форма поверхности преграды при соударении.

Известен стенд для натурных испытаний изделий на знакопеременные ударные перегрузки, содержащий эстакаду, молот, подвижную в направлении удара рабочую платформу для крепления испытуемого изделия и тормозное устройство. С целью повышения точности воспроизведения отрицательной полуволны ударных перегрузок он снабжен буферной массой, установленной между рабочей платформой и тормозным устройством с возможностью перемещения в направлении удара (см. а.с. СССР №315075, МПК G 01 M 7/00, опубл. 21.09.1971, бюл. №28).

Известен стенд для испытаний механических систем на ударное воздействие, содержащий основание, эстакаду, закрепленные на эстакаде направляющие с наклонным и горизонтальными участками, размещенный в направляющих молот в виде тележки, платформу-боек с колесами и устройство для неподвижного закрепления объекта испытаний, установленное неподвижно на конце направляющих (см. а.с. СССР №1538079, МПК 5 G 01 М 7/00, от 14.09.1987, опубл. 23.01.1990, бюл. №3). Стенд снабжен жестко установленной на основании между приспособлением для крепления испытуемой механической системы (объекта испытаний) и тележкой-обоймой упором и подвижно установленным в обойме ударником, служащим для передачи удара от тележки к испытуемой механической системе. Оси колес тележки расположены в плоскости, проходящей через центр масс и центр удара.

Недостатком известных стендов является невозможность реализации требуемых скоростей соударения. Так, например, для получения на известных стендах скорости ~100 м/с (скорость соударения при авиационной катастрофе согласно требованиям “Правил...” МАГАТЭ) потребовалась бы высота их эстакад ~500 м, что практически нереализуемо.

Кроме того, для реализации заданных углов соударения объекта испытаний (ОИ) с подвижным молотом, имитирующим воздействие грунта, уложенного в платформу, потребуется защита поверхности грунта от уноса потоком, что также усложнит стенд.

Задачей предлагаемого решения является создание стенда, позволяющего производить разгон имитатора грунтовой преграды до требуемых скоростей без изменения формы ее ударной поверхности.

Технический результат:

Обеспечение испытаний ОИ на соударение с грунтовой преградой с параметрами, реализуемыми в натурных условиях.

Поставленная задача решается тем, что предлагаемый стенд для ударных испытаний содержит основание, направляющие, платформу-боек и устройство для приведения в движение по направляющим платформы-бойка, устройство для закрепления объекта испытаний, установленное неподвижно на конце направляющих, устройство для приведения в движение платформы-бойка выполнено в виде ракетного двигателя, платформа-боек установлена на пилонах, снабженных башмаками, под заданным углом наклона к направляющим и обращена открытой поверхностью к ОИ, заполнена полимеризированным пенополиуретаном с песком заданной плотности, скрепленным с ее внутренней поверхностью, на наружной боковой поверхности платформы-бойка установлены аэродинамические щитки под углом наклона, противоположным углу ее установки относительно направляющей, со стороны, взаимодействующей с ОИ, установлен обтекатель. Пилоны могут быть выполнены обтекаемой формы.

От прототипа заявляемый стенд отличается тем, что устройство для приведения в движение платформы-бойка выполнено в виде ракетного двигателя, платформа-боек установлена на пилонах, снабженных башмаками, под заданным углом наклона к направляющим и обращена открытой поверхностью к ОИ, заполнена полимеризированным пенополиуретаном с песком заданной плотности, скрепленным с ее внутренней поверхностью, на наружной боковой поверхности платформы-бойка установлены аэродинамические щитки под углом наклона, противоположным углу ее установки относительно направляющей, со стороны, взаимодействующей с ОИ, установлен обтекатель, а пилоны могут быть выполнены обтекаемой формы.

Выполнение в стенде для ударных испытаний, содержащем направляющие, устройство для закрепления объекта испытаний, установленное неподвижно на конце направляющих, устройства для приведения в движение платформы-бойка в виде ракетного двигателя и установка платформы-бойка на пилонах, снабженных башмаками, позволяет увеличить скорость соударения платформы-бойка с ОИ.

Установка платформы-бойка с помощью пилонов под заданным углом наклона к направляющим открытой поверхностью к ОИ, заполнение ее полимеризированным пенополиуретаном с песком заданной плотности обеспечивает сохранение формы контактирующей поверхности, имитирующей грунтовую преграду, и плотности преграды в момент удара с ОИ, т.е. обеспечиваются практически натурные условия взаимодействия с ОИ.

Скрепление полимеризованного пенополиуретана с песком с внутренней поверхностью платформы-бойка включает полимеризованный пенополиуретан с песком в ее силовую схему, что значительно увеличивает прочность платформы и, соответственно, позволяет уменьшить ее массу и увеличить скорость разгона без увеличения энергетики ракетного двигателя.

Установка на наружной боковой поверхности платформы аэродинамических щитков под углом наклона, противоположным углу ее установки относительно направляющей, разгружают башмаки и пилоны при движении, что способствует уменьшению их массы и, как следствие, увеличению скорости разгона без увеличения энергетики ракетного двигателя.

Установка на платформе со стороны, взаимодействующей с ОИ, обтекателя и выполнение пилонов обтекаемой формы приводит к уменьшению аэродинамического сопротивления системы, что также способствует увеличению скорости разгона.

В итоге, комплекс перечисленных выше признаков позволяет увеличить скорость разгона платформы до 100 м/с, что в 2 раза выше скорости, получаемой на стенде-прототипе.

Изобретение поясняется чертежами:

- на фиг.1 представлен вид стенда сбоку;

- на фиг.2 представлен вид стенда спереди;

- на фиг.3 представлено поперечное сечение платформы-бойка, заполненной полимеризированным пенополиуретаном с песком “пескопластом”;

- на фиг.4 представлено поперечное сечение пилона.

Стенд для ударных испытаний содержит закрепленные на железобетонном основании 1 рельсовые направляющие 2, на конце которых неподвижно установлено выполненное в виде рамы устройство 3 для закрепления в определенном в пространстве положении ОИ 4.

На рельсовые направляющие 2 на пилонах 5, снабженных башмаками 6, с возможностью перемещения установлена платформа-боек 7. Платформа-боек 7 установлена под заданным углом наклона к направляющим 2 и обращена открытой поверхностью к ОИ 4. Полость платформы 7 заполнена полимеризованным пенополиуретаном с песком (“пескопластом”) 8 заданной плотности, скрепленным (в данном примере склеенным) с ее внутренней поверхностью. На наружной боковой поверхности платформы-бойка 7 установлены аэродинамические щитки 9 под углом наклона, противоположным углу ее установки относительно направляющих, а со стороны, взаимодействующей с ОИ, закреплен обтекатель 10. На рельсовых направляющих 2 на башмаках также размещено связанное с платформой-бойком 7 устройство для приведения в движение платформы-бойка 7, выполненное в виде ракетного двигателя 11. Пилоны 5 могут быть выполнены обтекаемой формы.

Работает стенд в следующем порядке.

После запуска ракетный двигатель 11 совместно с платформой-бойком 7 по рельсовым направляющим 2 с ускорением движутся к ОИ 4. Прочность полимеризованного пенополиуретана с песком 8 обеспечивает сохранность формы его контактирующей поверхности при воздействии скоростного напора воздуха, чем обеспечиваются натурные условия встречи полимеризованного пенополиуретана с песком 8 с ОИ 4.

Обтекаемая форма пилонов 5 и закрепленный впереди платформы-бойка 7 обтекатель 10 снижают аэродинамическое сопротивление разгоняемой системы.

Аэродинамические щитки 9 создают подъемную силу и разгружают башмаки 6 при движении, что с одной стороны способствует уменьшению их массы, а с другой уменьшает силу трения башмаков о рельсовые направляющие 2.

Все это позволяет увеличить скорость соударения “пескопласта” 8, имитирующего воздействие грунтовой преграды, с ОИ 4 без изменения параметров стенда (длины направляющих 2, энергетики двигателя 11).

При подходе платформы-бойка 7 к ОИ 4 происходит соударение “пескопласта” 8 с ОИ 4 с заданным углом наклона и необходимой скоростью.

Таким образом, предложенное техническое решение, по сравнению с прототипом, обеспечивает заданные параметры (угол и скорость соударения) встречи ОИ с грунтовой преградой и позволяет увеличить более чем в 2 раза скорость соударения.

Изобретение относится к испытательной технике. Стенд для ударных испытаний состоит из основания, направляющих, платформы-бойка и устройства для приведения в движение по направляющим платформы-бойка, устройства для закрепления объекта испытаний, которое установлено неподвижно на конце направляющих. Устройство для приведения в движение платформы-бойка выполнено в виде ракетного двигателя. Платформа-боек установлена на пилонах, снабженных башмаками, под заданным наклоном к направляющим и обращена открытой поверхностью к объекту испытаний, заполнена полимеризованным пенополиуретаном с песком заданной плотности, скрепленным с ее внутренней поверхностью. На наружной боковой поверхности платформы-бойка установлены аэродинамические щитки с наклоном в противоположную сторону относительно ее наклона к направляющим, а со стороны, взаимодействующей с объектом испытаний, установлен обтекатель. Пилоны выполнены обтекаемой формы. Технический результат: повышение достоверности испытаний. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Стенд для ударных испытаний, содержащий основание, направляющие, платформу-боек и устройство для приведения в движение по направляющим платформы-бойка, устройство для закрепления объекта испытаний (ОИ), установленное неподвижно на конце направляющих, отличающийся тем, что устройство для приведения в движение платформы-бойка выполнено в виде ракетного двигателя, платформа-боек установлена на пилонах, снабженных башмаками, под заданным наклоном к направляющим и обращена открытой поверхностью к ОИ, заполнена полимеризованным пенополиуретаном с песком заданной плотности, скрепленным с ее внутренней поверхностью, на наружной боковой поверхности платформы-бойка установлены аэродинамические щитки с наклоном в противоположную сторону относительно ее наклона к направляющим, а со стороны, взаимодействующей с ОИ, установлен обтекатель.2. Стенд по п.1, отличающийся тем, что пилоны выполнены обтекаемой формы.