Способ тепловых испытаний радиопрозрачных обтекателей Российский патент 2019 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 получили стенды радиационного нагрева, в которых 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].

В таких стендах инфракрасные нагреватели находятся на достаточно близком расстоянии от объекта испытаний. С целью исключения искажений электромагнитного поля при контроле РТХ необходимо периодически отводить инфракрасные нагреватели от объекта, обеспечивая стабильность измерений РТХ, что занимает определенное время. В этих условиях нельзя говорить о непрерывном и точном соотношении РТХ обтекателя и температурного поля на всей траектории, так как объект испытаний успевает остыть во время разведения нагревателей.

Близким по технической сущности является способ теплорадиотехнических испытаний радиопрозрачных обтекателей летательных аппаратов [патент РФ №2525844, МПК G01S 7/40, опубл. 20/08/2014 г.]. Способ базируется на выполнении периодически повторяющихся операций нагревания образца РПО в зоне нагрева и измерения РТХ РПО в измерительной зоне, куда исследуемый РПО поступает в результате быстрого разворота имитатора отсека с исследуемым РПО вокруг оси стенда на 180 градусов в горизонтальной плоскости без отвода нагревателей.

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

Для того, чтобы непрерывно регистрировать радиотехнические характеристики обтекателя на всей траектории полета требуется удалить источники нагрева от поверхности РПО на такое расстояние, чтобы не вносились искажения в электромагнитное поле, создаваемое передающей антенной.

Наиболее близким по технической сущности является способ тепловых испытаний радиопрозрачных обтекателей [патент РФ №2626406, МПК G01S 7/40, опубл. 27.07.2017 г.], включающий нагрев наружной поверхности РПО, имитирующий тепловое воздействие нестационарного встречного потока воздуха в полете, и измерение радиотехнических характеристик РПО. Нагрев РПО в данном способе осуществляют за счет фокусировки излучения параболическими рефлекторами от отдельных линейных инфракрасных излучателей.

Данный способ позволяет удалить нагреватели от поверхности РПО на расстояние, сравнимое с размерами отдельных излучателей, что не достаточно для исключения искажений радиоизлучения.

Задачей заявляемого изобретения является повышение точности определения зависимостей изменения РТХ от внешних воздействий за счет применения точечных инфракрасных излучателей и освобождение пространства для прохождения радиоизлучения от РПО к приемной антенне и обратно.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе тепловых испытаний радиопрозрачных обтекателей, включающем нагрев обтекателя за счет фокусировки излучения параболическими рефлекторами от отдельных инфракрасных излучателей на наружной поверхности обтекателя с синхронным измерением радиотехнических характеристик с помощью приемной и передающей антенн, отличающиеся тем, что для нагрева используются точечные инфракрасные излучатели, рефлекторы с излучателями установлены в окнах сферического сегмента, диаметр основания, которого много больше диаметров оснований рефлекторов, установленных на сферическом сегменте таким образом, чтобы оси рефлекторов были направлены по нормали к поверхности сферического сегмента, причем обтекатель располагается так, чтобы ось обтекателя совпадала с осью сферического сегмента.

Использование точечных источников излучения с параболическим рефлектором позволяет создать близкий к коллимированному (параллельному) поток излучения, что значительно удаляет источники нагрева от поверхности РПО. Расположение источников нагрева на сферической поверхности (сегменте) обеспечивает общую направленность всех источников излучения на объект нагрева.

Способ иллюстрирует схема, представленная на фигуре.

Обтекатель 1 смонтирован на опоре 2. Внутри обтекателя расположена передающая антенна 3. Излучатели с параболическими рефлекторами 4 установлены на сферическом сегменте 5. В центре сегмента смонтирована приемная антенна 6. Обтекатель установлен так, что его ось совпадает с осью сферического сегмента.

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

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. Достигаемый технический результат - определение радиотехнических характеристик непрерывно на всей траектории полета ЛА. Указанный результат достигается за счет того, что нагрев осуществляется точечными инфракрасными излучателями с параболическими рефлекторами, которые монтируются в окнах сферического сегмента, диаметр основания которого много больше диаметров оснований рефлекторов излучателей, установленных на сферическом сегменте таким образом, чтобы оси рефлекторов были направлены по нормали к поверхности сферического сегмента, причем обтекатель располагается так, чтобы его ось совпадала с осью сферического сегмента. 1 ил.

Способ тепловых испытаний радиопрозрачных обтекателей, включающий нагрев обтекателя за счет фокусировки излучения параболическими рефлекторами от отдельных инфракрасных излучателей на наружной поверхности обтекателя с синхронным измерением радиотехнических характеристик с помощью приемной и передающей антенн, отличающийся тем, что для нагрева используются точечные инфракрасные излучатели, рефлекторы с излучателями установлены в окнах сферического сегмента, диаметр основания которого много больше диаметров оснований рефлекторов, установленных на сферическом сегменте таким образом, чтобы оси рефлекторов были направлены по нормали к поверхности сферического сегмента, причем обтекатель располагается так, чтобы ось обтекателя совпадала с осью сферического сегмента.