СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ НА ВЫСОКОИНТЕНСИВНЫЕ УДАРНЫЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ ПРИБОРОВ И ОБОРУДОВАНИЯ Российский патент 2008 года по МПК G01M7/08 

Данное изобретение относится к оборудованию для испытаний на ударные воздействия и может быть использовано при испытаниях на высокоинтенсивные ударные воздействия различных, в первую очередь протяженных, систем, состоящих из функционально связанных приборов, автономное испытание каждого из которых недостаточно (остаются, например, не отработанными функциональные связи между приборами при ударных воздействиях).

Существует достаточно много различных стендов для испытаний на ударные воздействия. Известны испытания с помощью вибрационных электродинамических стендов, стендов с падающими столами и т.д. (Вибрации в технике: Справочник в 6 томах. М.: Машиностроение, т.5. Измерения и испытания, под ред. М.Д.Генкина, 1981 г., с.476-477). В настоящее время наибольшее применение находят системы на базе вибростендов. Требования к стендам, обеспечивающим необходимое ударное воздействие, достаточно высоки, особенно при воспроизведении воздействий большой интенсивности, малой длительности и сложной формы.

Наиболее близкой является система согласно патенту РФ №2269105.

Стенд для испытаний на высокоинтенсивные ударные воздействия приборов и оборудования, состоящий из приспособления для крепления аппаратуры, вывешенного на гибких тросах с установленным на нем аппаратурой и регистрирующими датчиками, причем в качестве приспособления используют сотовую панель с закладными для установки испытуемой аппаратуры и источников ударных воздействий, выполненных в виде многослойных амортизационных стержней с пиротехническими устройствами, причем слои выполнены из материалов с различной акустической податливостью, при этом амортизационный стержень с пиротехническим устройством соединен с сотовой панелью через переходное устройство, выполненное в виде стакана на цилиндрической ножке, входящей как втулка в цилиндрическое отверстие закладной, а внутренние стенки стакана сопряжены с ответной частью амортизационного стержня при помощи резьбового соединения, причем площадь контактной поверхности переходника с сотовой панелью больше контактной поверхности закладной, принят в качестве прототипа.

К недостаткам этого устройства нужно отнести то, что при использовании разрывных пиротехнических устройств (например, разрывных болтов) в момент их подрыва и разрушения возможен разлет достаточно крупных осколков с большой скоростью, что представляет серьезную опасность как для объекта испытаний (особенно при испытаниях штатных приборов и оборудования), так и для обслуживающего персонала.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является устранение указанных недостатков, что позволит более качественно проводить испытания на ударные воздействия высокой интенсивности.

Решение этой задачи достигается тем, что источником ударного воздействия является разделяющееся пиротехническое устройство, закрытое защитным кожухом, выполненным в виде тонкостенного полого цилиндра, при этом в центральной части цилиндра установлена пластина с отверстием с резьбой, диаметр которой равен диаметру резьбы сменных вкладышей, обеспечивающих штатное разделение пироустройства, причем на вкладышах выполнены фланцы с фасками, кроме того, диаметр пластины больше внешнего диаметра амортизационных стержней, при этом пластина крепится к кожуху с зазором, а длина защитного кожуха больше удвоенной длины разделяемого пиротехнического устройства.

Суть заявленного решения поясняется чертежами, где на фиг.1 показан общий вид заявленного устройства для проведения ударных испытаний, на фиг.2 - разрез защитного кожуха, на фиг.3 - его сечение, а на фиг.4 - процесс разделения разрывного болта. Заявляемый стенд состоит из пиротехнического устройства для создания ударных воздействий 1, установленного в амортизационный стержень 2, блоков аппаратуры 3, гибких тросов 4, приспособления для крепления аппаратуры 5, контрольных датчиков 6, защитного кожуха 7. Защитный кожух 7 (фиг.2, 3) выполнен в виде тонкостенного полого цилиндра, в центральной части которого установлена пластина 8 с отверстием 9 с резьбой. Диаметр отверстия 9 равен диаметру резьбы сменных вкладышей 10, 11, обеспечивающих штатное разделение пироустройства, причем на вкладышах 10, 11 выполнены фланцы 12 с фасками 13. Между тонкостенным полым цилиндром защитного кожуха 7 и пластиной 8 обеспечены зазоры 14. Пластина 8 соединена с тонкостенным цилиндром по ряду точек сваркой, что обеспечивает зазоры 14.

Работа заявленного устройства может быть пояснена следующим образом (фиг.4).

При проведении ударных испытаний с использованием разделяющихся пиротехнических устройств 1 в момент подрыва устройства происходит его разделение (срез корпуса болта за счет разного размера фасок 13 вкладышей 12), выброс газов и осколков 15, которые улавливаются защитным кожухом 7. Наличие зазоров 14 между пластиной 8 и тонкостенным цилиндром кожуха 7 позволяет быстро уравнять давление над и под пластиной 8 и не приводит к сильному отбрасыванию кожуха за счет реактивного эффекта. Изготовление кожуха 7 симметричным относительно пластины 8 упрощает его монтаж (безразлично какой частью кожух стыкуется с амортизационным стержнем). Необходимость изготовления цилиндра кожуха 7 не менее чем вдвое больше размера болта объясняется величиной минимальных максимальных углов фасок 13 на фланцах 12 вкладышей (от 30° до 120° согласно техническим условиям на болты) и возможностью двукратного отражения осколков (после чего скорость осколков приближается к нулю). Так как синус 30° равен 0.5, то, умножая две длины болта на 0,5, получаем одну длину кожуха, равную длине болта вверх, и соответственно одну длину вниз в силу симметрии.

Пример практического исполнения

На фиг.1, 2 показан стенд для испытаний антенных систем, применяемых на КА серии Экспресс-АМ.

Для обеспечения необходимого ударного спектра была применена следующая процедура.

Сотовая панель 5 размером 940×560 мм с установленной на ней антенной системой, состоящей из антенны и 4 блоков аппаратуры (фиг.1, 2), вывешивалась на шнурах 4. К сотовой панели стыковался амортизационный стержень 2 с разрывным болтом 8Х54.

На первых испытаниях при подрыве разрывных болтов был замечен разлет осколков, что представляло опасность как для персонала, так и для самой аппаратуры. После установки защитных кожухов такая опасность была устранена. Кожух изготавливался из алюминия. Диаметр цилиндра 150 мм, его высота 220 мм, толщина пластины 8 мм, зазор между пластиной и цилиндром ˜5 мм (размер болта 8Х54˜100 мм).

Из известных авторам источников информации и патентных материалов не известна совокупность признаков, сходных с совокупностью признаков заявленных объектов.

Изобретение относится к оборудованию для испытаний на ударные воздействия и может быть использовано при испытаниях на высокоинтенсивные ударные воздействия протяженных систем, состоящих из функционально связанных приборов. Стенд для испытаний на высокоинтенсивные ударные воздействия приборов и оборудования состоит из приспособления для крепления аппаратуры в виде панели, вывешенной на гибких тросах с установленными на ней аппаратурой и регистрирующими датчиками, источников ударных воздействий, выполненных в виде многослойных амортизационных стержней с пиротехническими устройствами. Причем источником ударного воздействия является разделяющееся пиротехническое устройство, закрытое защитным кожухом, выполненным в виде тонкостенного полого цилиндра, при этом в центральной части цилиндра установлена пластина с отверстием с резьбой, диаметр которой равен диаметру резьбы сменных вкладышей, обеспечивающих штатное разделение пироустройства, причем на вкладышах выполнены фланцы с фасками, кроме того, диаметр пластины больше внешнего диаметра амортизационных стержней, при этом пластина крепится к кожуху с зазором, а длина защитного кожуха больше удвоенной длины разделяемого пиротехнического устройства. Технический результат направлен на повышение безопасности при проведении испытаний на ударное воздействие. 4 ил.

Стенд для испытаний на высокоинтенсивные ударные воздействия приборов и оборудования, состоящий из приспособления для крепления аппаратуры в виде панели, вывешенной на гибких тросах, с установленными на ней аппаратурой и регистрирующими датчиками, источников ударных воздействий, выполненных в виде многослойных амортизационных стержней с пиротехническими устройствами, отличающийся тем, что источником ударного воздействия является разделяющееся пиротехническое устройство, закрытое защитным кожухом, выполненным в виде тонкостенного полого цилиндра, при этом в центральной части цилиндра установлена пластина с отверстием с резьбой, диаметр которой равен диаметру резьбы сменных вкладышей, обеспечивающих штатное разделение пироустройства, причем на вкладышах выполнены фланцы с фасками, кроме того, диаметр пластины больше внешнего диаметра амортизационных стержней, при этом пластина крепится к кожуху с зазором, а длина защитного кожуха больше удвоенной длины разделяемого пиротехнического устройства.