Стенд гармонических колебаний Российский патент 2024 года по МПК G01P21/00 

Предлагаемое изобретение относится к испытательной технике, и может быть использовано для испытаний механической задающей части средств проверки систем наведения и управления ракет класса «воздух-воздух» малой дальности, а также может быть использовано не только в стационарных условиях промышленности, но и в условиях аэродромного базирования летательных аппаратов (ЛА) при предполетном функциональном контроле инженерно-техническим составом.

Известен стенд гармонических колебаний (СГК) (патент РФ на изобретение №1210103, МПК G01P 21/00, G01D 21/00) для испытаний гравитационной аппаратуры, содержащий платформу для установки испытуемого прибора, шарнирно связанную с транслятором, выполненным в виде двух параллелограммов и приводным механизмом.

Недостатком этого аналога является возможность эксплуатации только в стационарных лабораторных условиях со специальными требованиями. Поскольку максимально - возможная масса нагрузки на платформу данных стендов - не более 100 кг, это требует извлечения датчиков систем наведения, управления и др. для их раздельного тестирования, что влечет эффект кратного дробления технологических операций вследствие извлечения датчиков и установки их обратно, уменьшения ресурса и понижение надежности. Также для крепления таких стендов должна быть жесткая неподвижная опора - бетонный куб или капитальный фундамент.

Известны также опытные одностепенные стенды: разработки МГТУ им. Н.Э. Баумана, одностепенной стенд разработки ПО «Корпус» (Саратов), одностепенной стенд фирмы Gargo и многие другие [Прецезионные управляемые стенды для динамических испытаний гироскопических приборов /Д.М. Калихман/ Под общ. ред. акад. В.Г. Пешехонова. - СПб.: ГНЦ РФ ЦНИИ «Электроприбор», 2008, 296 с.], имеющие в основе конструкции одностепенные вращающиеся платформы.

Недостатком выше указанных аналогов является возможность их эксплуатации только в стационарных лабораторных условиях со специальными требованиями, наличие подготовленного высококвалифицированного персонала. А поскольку максимально-возможная масса нагрузки на платформу данных стендов - не более 100 кг, это требует извлечения датчиков систем наведения, управления и др. для их раздельного тестирования, что влечет эффект кратного дробления технологических операций вследствие извлечения датчиков и установки их обратно, уменьшения ресурса и понижение надежности. Также для крепления таких стендов должна быть жесткая неподвижная опора - бетонный куб или капитальный фундамент.

Наиболее близким прототипом к заявленному изобретению является «Установка качки и длительных наклонов УК-900-1К» компании "ВиброСер-висТест" (РФ) (сайт: https://vstest.ru), предназначенная для испытаний изделий на устойчивость при воздействии качки и длительных наклонов, в части проверки соответствия изделия техническим требованиям, указанным в стандартах и технических условиях. Установка состоит из однокомпонентной платформы, с возможностью качания относительно одной оси с углом наклона ±45°, ручного фиксатора положения платформы, электромеханического привода с напряжением питания 380 вольт с задаваемым периодом качки от 7 до 16 с. Недостатком прототипа являются возможность эксплуатации только в стационарных лабораторных условиях со специальными требованиями, для крепления, а также наличие электромеханического привода поворота платформы.

Технический результат данного изобретения достигается за счет того, что в стенд гармонических колебаний состоящий из основания с боковыми опорами, однокомпонентной платформы с возможностью качания относительно шарнирного узла в боковых опорах, фиксатора положения платформы на определенный угол наклона, введены равноудаленные от оси качания блоки пружин заданной жесткости, датчик углового положения платформы, ложементы для крепления ракеты с дополнительными элементами аппаратуры функции контроля систем управления и головкой наведения, позволяющие получить сбалансированную массу относительно шарнирного узла, в передней части стенда на определенном расстоянии от головки наведения устанавливается имитатор цели.

Таким образом, СГК реализует первичное стимулирующее воздействие на систему наведения ракеты в виде периодического механического вращательного движения корпуса ракеты по закону затухающих гармонических колебаний без каких-либо внешних электромеханических приводов. Головка наведения отслеживает имитатор цели, а элементы аппаратуры функции контроля систем управления всего за один цикл проводят комплексный функциональный контроль систем навигации и управления ракет типа «воздух-воздух» непосредственно перед их установкой на ЛА инженерно-техническим составом в условиях аэродромного базирования.

На фигурах 1, 2 и 3 показаны основные элементы конструкции стенда гармонических колебаний:

1 - основание;

2 - боковые опоры;

3 - подвижная платформа;

4 - шарнирный узел с механизмом стопорения;

5 - блок пружин;

6 - датчик углового положения платформы;

7 - ложементы ракеты;

8 - ракета;

9 - головка самонаведения;

10 - имитатор цели.

Стенд гармонических колебаний работает следующим образом.

К основанию 1 жестко крепятся боковые опоры 2, в которых посредством двух шарнирных узлов с механизмом стопорения 4 установлена подвижная платформа 3. Платформа 3 предназначена для укладки и жесткой фиксации на ней с помощью ложементов 7 ракеты 8 с дополнительными устройствами контроля и головкой самонаведения 9. Блок пружин 5 предназначен для инициирования затухающих гармонических колебаний подвижной системы СГК, возникающих после смещения платформы на определенный угол, стопорения в этом положении, а затем быстрого отпускания.

Платформа 3 имеет П-образное сечение с поперечными размерами, обеспечивающими помещение в него гаргрота ракеты, а также обеспечивающими свободный поворот аэродинамических рулей и элеронов ракеты. Четыре ложемента 7 препятствуют смещению ракеты в продольной и поперечной плоскостях при совершении платформой гармонических колебаний.

С помощью механизма стопорения можно установить два положения платформы: нулевое (горизонтальное) и отклонение головной части вниз на заданный угол.

Стопорение рамы в нулевом (горизонтальном) положении используется для укладки ракеты на платформу, во избежание смещения и падения ракеты со стенда до того, как она будет закреплена на ложементах.

После закрепления ракеты на ложементах на нее устанавливаются вспомогательные устройства контроля систем управления ракетой и головка самонаведения 9, а в передней части СГК на определенном расстоянии устанавливается имитатор цели 10 (фигура 2).

После проведения подготовительных операций ракета переводится в рабочее состояние и подается команда «Захват». Стопорение платформы по горизонту снимают и, преодолевая сопротивление пружин, платформу плавно поворачивают до определенного углового положения, и вновь ставят на стопор (фигура 3).

После постановки платформы с ракетой на стопор в заданное угловое положение выдерживается технологическая пауза, в течение которой выполняются операции в схеме контроля системы наведения. После выдачи ответных команд из системы наведения ракеты и при наличии нулевых сигналов в контуре систем наведения аппаратуры «программно-аппаратного комплекса функционального контроля» (ПАК ФК) стопорение резко снимается. Подвижная платформа 3 с ракетой 8 освобождаются, и под действием блока пружин 5 начинают совершать свободные затухающие гармонические колебания в вертикальной плоскости.

При совершении платформой 3 с ракетой 8 гармонических затухающих колебаний головка самонаведения 9 отслеживает имитатор цели 10, а аппаратура ПАК ФК по ряду параллельных каналов обрабатывает информацию по сигналам от датчиков головной системы наведения ракеты, а также по сигналу от измерительной системы СГК.

Таким образом, предложенное изобретение, позволяет: повысить эксплуатационную технологичность, обеспечить минимальные массогабаритные и энергозатратные показатели, позволяет достаточно точно проводить функциональный контроль систем навигации и управления ракет типа «воздух-воздух» непосредственно перед их установкой на ЛА инженерно-техническим составом в аэродромных условиях.

Использование: изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для проверки систем наведения и управления ракет класса «воздух - воздух» малой дальности не только в стационарных условиях промышленности, но и в условиях аэродромного базирования летательных аппаратов (ЛА) при предполетном функциональном контроле инженерно-техническим составом ВКС РФ. Сущность: в стенде гармонических колебаний, содержащем основание 1 с боковыми опорами 2 однокомпонентной подвижной платформы 3 с возможностью качания относительно оси шарнирного узла 4 с механизмом стопорения, введены равноудаленные от оси качания блоки пружин 5 заданной жесткости, датчик углового положения платформы 6, ложементы 7 для крепления ракеты 8 с дополнительными элементами аппаратуры функции контроля систем управления и головкой наведения 9, в передней части стенда на определенном расстоянии от головки наведения устанавливается имитатор цели 10. Технический результат: повышение эксплуатационной технологичности стенда гармонических колебаний с минимальными массогабаритными и энергозатратными показателями, но достаточно точного и приспособленного для комплексного функционального контроля систем навигации и управления ракет типа «воздух - воздух» непосредственно перед их установкой на ЛА. 3 ил.

Стенд гармонических колебаний, содержащий основание с боковыми опорами, однокомпонентную платформу с возможностью качания относительно шарнирного узла в боковых опорах и фиксатором положения платформы на определенный угол наклона, отличающийся тем, что в него введены равноудаленные от оси качания блоки пружин заданной жесткости, датчик углового положения платформы, ложементы для крепления ракеты с дополнительными элементами аппаратуры функции контроля систем управления и головкой наведения, позволяющие реализовать первичное стимулирующее воздействие на систему наведения ракеты в виде периодического механического вращательного движения корпуса ракеты по закону затухающих гармонических колебаний, в передней части стенда на определенном расстоянии от головки наведения ракеты установлен имитатор цели.