Способ тепловых испытаний радиопрозрачных обтекателей Российский патент 2017 года по МПК G01S7/40 

Изобретение относится к технике наземных испытаний головных частей (обтекателей) летательных аппаратов (ЛА), а именно к способам контроля радиотехнических характеристик (РТХ) радиопрозрачного обтекателя (РПО) в условиях, имитирующих аэродинамический нагрев.

Наиболее широкое распространение в практике наземных тепловых испытаний получил способ инфракрасного нагрева, в котором нагрев осуществляется с помощью инфракрасных излучателей (нагревателей) [Баранов А.Н., Белозеров Л.Г., Ильин Ю.С., Кутьинов В.Ф. Статические испытания на прочность сверхзвуковых самолетов. - М.: Машиностроение. - 1974. - 344 с.]. При таком способе нагрева инфракрасные нагреватели обычно находятся на близком расстоянии от объекта испытаний. В этом случае с целью исключения искажений электромагнитного поля при контроле РТХ необходимо периодически отводить инфракрасные нагреватели от объекта, что занимает определенное время. В этих условиях нельзя говорить о непрерывном и точном определении РТХ при нагреве, так как объект испытаний успевает остыть во время разведения нагревателей.

Наиболее близким по технической сущности является способ теплора-диотехнических испытаний радиопрозрачных обтекателей летательных аппаратов [патент №2525844, Российская Федерация, МПК⁷ G01S 7/40, опубл. 20.08.2014], включающий измерение РТХ РПО (с помощью встроенной в имитатор рабочего отсека ЛА с исследуемым образцом РПО радиоизмерительной аппаратуры с активной фазовой антенной решеткой (АФАР)) после процесса нагревания поверхности РПО теплонагревательными приборами (ТЭНами) с заданным распределением температур, имитирующим разогрев РПО нестационарным встречным потоком воздуха в полете. Имитатор рабочего отсека установлен на стапеле с опорно-поворотным механизмом и для проведения измерений РТХ РПО его (отсек) периодически разворачивают на 180° с перемещением рабочей области исследуемого образца РПО из зоны нагрева в измерительную зону стенда и обратно, при этом внутри измерительной зоны отсек с исследуемым образцом РПО вращают в пределах углового сектора ±30° синхронно с перемещением луча АФАР.

Данный способ позволяет сократить время между циклами нагрева и охлаждения, но не обеспечивает непрерывный контроль РТХ в процессе нагрева. За время поворота происходит охлаждение РПО, причем это охлаждение происходит особенно сильно, если РПО изготовлен из материала с малой теплоемкостью, например, из керамики.

Задачей изобретения является повышение точности определения зависимостей изменения РТХ от внешних воздействий за счет непрерывного контроля РТХ РПО в условиях, имитирующих аэродинамический нагрев.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе тепловых испытаний радиопрозрачных обтекателей, включающем нагрев наружной поверхности обтекателя, имитирующий тепловое воздействие нестационарного встречного потока воздуха в полете, и измерение радиотехнических характеристик обтекателя, отличающийся тем, что нагрев осуществляют за счет фокусировки излучения параболическими рефлекторами от отдельных линейных инфракрасных излучателей, которые расположены вдоль фокусных линий рефлекторов, причем излучатели с рефлекторами расположены вдоль и вокруг оси обтекателя на таком расстоянии, чтобы его отношение к радиусу обтекателя было больше десяти, внутри обтекателя установлена приемная, а снаружи со стороны носа обтекателя передающая антенна или наоборот.

Повышение точности определения зависимостей изменения РТХ от внешних воздействий достигается за счет непрерывного контроля РТХ РПО в условиях, имитирующих аэродинамический нагрев. Непрерывный контроль РТХ при нагреве обеспечивается удалением источников нагрева от поверхности РПО на такое расстояние, чтобы не вносились искажения в электромагнитное поле, создаваемое передающей антенной. Для этой цели используются инфракрасные источники нагрева (излучатели), расположенные на удалении от РПО, и рефлекторы, которые фокусируют излучение от излучателей на поверхности РПО. Так как РПО представляет из себя протяженный объект, для этих целей необходимо использовать линейные излучатели и рефлекторы с параболическим сечением, расположенные вдоль оси РПО. В этом случае инфракрасное излучение будет концентрироваться на РПО в виде накладывающихся фокальных пятен. Опытным путем установлено, что в электромагнитное поле, создаваемое передающей антенной, не вносятся искажения в случае, если отношение расстояния между осью обтекателя и излучателями с рефлекторами к радиусу обтекателя больше десяти.

Способ иллюстрирует схема, представленная на фигуре. РПО 1 смонтирован на опоре 6. Внутри РПО расположена передающая антенна 2. Излучатели 3 с параболическими рефлекторами 4 располагаются на расстоянии от обтекателя на каркасе 5, на котором (в верхней части) смонтирована приемная антенна 8, причем вся установка в целом закрыта в безэховой камере 7.

Предложенный способ обеспечит повышение точности определения зависимостей изменения РТХ от внешних воздействий за счет непрерывного контроля РТХ РПО в условиях, имитирующих аэродинамический нагрев.

Источники информации

1. Баранов А.Н., Белозеров Л.Г., Ильин Ю.С., Кутьинов В.Ф. Статические испытания на прочность сверхзвуковых самолетов. - М.: Машиностроение. - 1974. - 344 с., аналог.

2. Патент №2525844, Российская Федерация, МПК⁷ G01S 7/40, опубл. 20.08.2014, прототип.

Изобретение относится к технике наземных испытаний головных частей (обтекателей) летательных аппаратов. Достигаемый технический результат - контроль радиотехнических характеристик радиопрозрачного обтекателя в условиях, имитирующих аэродинамический нагрев. Сущность способа заключается в том, что температурное поле на наружной поверхности обтекателя создается за счет фокусировки на поверхности с помощью параболических рефлекторов излучения от отдельных линейных инфракрасных излучателей, которые расположены вдоль фокусных линий рефлекторов. Излучатели с рефлекторами расположены вдоль и вокруг оси обтекателя на таком расстоянии, чтобы его отношение к радиусу обтекателя было больше десяти. Внутри обтекателя установлена приемная, а снаружи со стороны носа обтекателя передающая антенна или наоборот. 1 ил.

Способ тепловых испытаний радиопрозрачных обтекателей, включающий нагрев наружной поверхности обтекателя, имитирующий тепловое воздействие нестационарного встречного потока воздуха в полете, и измерение радиотехнических характеристик обтекателя, отличающийся тем, что нагрев осуществляют за счет фокусировки излучения параболическими рефлекторами от отдельных линейных инфракрасных излучателей, которые расположены вдоль фокусных линий рефлекторов, причем излучатели с рефлекторами расположены вдоль и вокруг оси обтекателя на таком расстоянии, чтобы его отношение к радиусу обтекателя было больше десяти, внутри обтекателя установлена приемная, а снаружи со стороны носа обтекателя передающая антенна или наоборот.