Стенд для испытаний модели жидкостной противообледенительной системы летательного аппарата Российский патент 2024 года по МПК B64F5/60 F15B19/00 

Изобретение относится к авиационной технике и средствам проведения наземных испытаний по удалению льда или предотвращению процесса его образования на внешних поверхностях ЛА посредством применения жидкостной ПОЖ. Преимущественной областью применения изобретения является проведение испытаний в климатической камере модели агрегата ЛА с работающей жидкостной ПОЖ на режимах и в условиях, аналогичным реальным условиям полета ЛА, при которых возможно возникновение обледенения на его поверхности.

Среди известных типов противообледенительных систем (ПОС) применяется, в том числе, жидкостная система, дозированно выводящая противооблединительную жидкость (ПОЖ) на поверхности аэродинамических обводов летательного аппарата (ЛА) с целью их защиты от обледенения и предотвращения процесса образования на них льда во время полета. Для оценки ее эффективности производятся наземные испытания и отработка работоспособности системы на специальном стенде, который описывается ниже.

Известен «Стенд для динамических испытаний цилиндров» по патенту RU 165044U1 (F15B19/00), содержащий раму с закрепленными на ней испытуемым цилиндром и нагрузочным цилиндром, бак с рабочей жидкостью, насос, предохранительный клапан, фильтр и гидрораспределитель, соединенные гидролиниями с испытуемым цилиндром. Гидролинии соединяют нагрузочный цилиндр с баком, причем в гидролинии слива установлены два пропорциональных гидродросселя и два обратных клапана. Кроме того, стенд содержит силовой электроблок и измерительно-управляющий блок с электролиниями. Стенд снабжен дополнительным пропорциональным гидродросселем и быстродействующим запорным клапаном с электроуправлением, которые установлены последовательно в гидролинии нагрузочного цилиндра параллельно пропорциональному гидродросселю. Значительная сложность и присутствие узлов нагрузочных элементов системы затрудняют возможность использования данного стенда.

«Система для проверки жидкостной системы» RU 2169864C2 (F15B19/00, C62C37/50) [https://www1.fips.ru/iiss/document.xhtml?faces-redirect=true&id=cfa594d471467725cdf2a1d66b4d00fe] содержит элемент, работающий от действия потока жидкости в части системы, в которой установлен указанный элемент, а также систему трубопроводов, образующую замкнутый контур для протекания воды в принципе только в указанной части системы, средство для создания этого потока воды в замкнутом контуре и средство для проверки работы этого элемента от действия этого потока. Данная система также является технически сложным устройством и содержит замкнутый контур потока жидкости, что не является подходящим для испытуемой модели агрегата с открытым контуром подачи жидкости на наружную поверхность агрегата ЛА.

Аналогом, наиболее близким к изобретению по настоящей заявке, является «Стенд для испытаний противооблединительных систем газотурбинных двигателей» по патенту SU 728478 A1 (G01M19/00) Данное устройство содержит рабочий тракт, в котором установлен коллектор с пневматическими форсунками, связанными с системой оводнения воздуха, и соединенный с воздуходувкой, а также систему сжатого воздуха для распыливания воды с введенным в него ресиверами, систему сжатого воздуха для распыливания воды снабженную теплообменником, размещенным в выхлопном устройстве воздуходувки.

Причинами, препятствующими использованию рассмотренного устройства, является отсутствие системы регулирования давления и системы контроля состояния поверхности обшивки модели ЛА, что делает испытания менее информативными и не в полной мере соответствующими реальным условиям эксплуатации ЛА.

Заявляемый испытательный стенд располагают в климатической камере, позволяющей имитировать полет ЛА в разряженном воздухе при отрицательных температурах окружающей среды с возможностью распыления капель воды, имитирующих заданные атмосферные условия испытаний. Стенд снабжен устройством крепления модели аэродинамической поверхности ЛА рамной конструкции с возможностью регулировки ее положения; гидроаккумулятором с редуктором, регулировочным клапаном, аварийным клапаном сброса давления воздуха, оснащенный манометром и запорным устройством с сигнализатором положения затвора, содержащим ПОЖ под требуемым давлением, создаваемым компрессором, и обеспечивающий ее подачу по магистралям в модель агрегата аэродинамической поверхности ЛА для вывода на ее поверхность.

Стенд оснащен регулирующими запорными устройствами с приводами от электродвигателей и контрольными манометрами, установленными как в общей ветви магистрали подачи ПОЖ, так и отдельно в ветвях питания верхней и нижней обшивки модели агрегата и позволяющими регулировать давление подачи ПОЖ, а также системой контроля состояния поверхности обшивки модели ЛА, включающую в себя датчики температуры, цифровую камеру и контроллер управления, объединенные в одну цепь.

Технический результат заключается в определении эффективности работы ПОЖ по противодействию образованию льда на наружной поверхности модели агрегата ЛА при проведении испытаний в климатической камере в условиях, приближенных к реальным условиям возникновения обледенения ЛА в полете.

Заявленный технический результат достигается тем, что стенд для испытаний модели жидкостной противообледенительной системы ЛА состоит из устройства для закрепления испытываемой модели поверхности агрегата ЛА, компрессора, подключенного через штуцер к гидроаккумулятору, предназначенному для хранения ПОЖ под давлением, при этом гидроаккумулятор снабжен редуктором, регулировочным клапаном, аварийным клапаном сброса давления воздуха, а также оснащен манометром и регулировочным запорным устройством; к гидроаккумулятору подключена магистраль подачи ПОЖ, соединенная через два раздельных регулировочных запорных устройства с манометрами с ветвями магистралей питания верхней и нижней частей обшивки модели поверхности агрегата ЛА, позволяющими регулировать давление подачи на них ПОЖ.

Кроме того, стенд может быть дополнительно оснащен системой контроля состояния поверхности обшивки модели ЛА, включающей в себя датчики давления и температуры, видеокамеру, блок анализа и управления, объединенные в одну цепь, позволяющие управлять подачей ПОЖ на поверхность испытываемого агрегата через регулировочные запорные устройства.

Для создания в ПОС внутреннего давления ПОЖ, служат средства, содержащиеся как в гидроаккумуляторе с редуктором, регулировочным клапаном, аварийным клапаном сброса давления воздуха и манометром, так и внутри системы трубопроводов, магистрали которых расположены в соответствующих секциях модели агрегата ЛА обеспечивающих подачу ПОЖ под необходимым давлением и в нужных объемах к наружной поверхности обшивки через соответствующие отверстия в ней.

Система контроля состояния поверхности обшивки модели ЛА, включает в себя датчики температуры, давления и видеокамеру, установленные для генерирования сигнала обратной связи, передающего в блок анализа и управления сведения о давлении воздуха окружающей среды, температуре обшивки и формирующемся на ней льду. Блок анализа и управления затем формирует сигнал управления дозированной подачей ПОЖ на поверхности испытуемой модели агрегата ЛА и подает его на регулирующие запорные устройства для дозированной подачи ПОЖ с целью обеспечения отсутствия обледенения на поверхности испытуемой модели.

Заявляемое изобретение поясняется фигурами, на которых изображено:

Фиг. 1 - Испытательный стенд подачи ПОЖ в модель агрегата ЛА.

Фиг. 2 - Схема стенда для испытаний модели жидкостной противообледенительной системы летательного аппарата.

В дальнейшем изобретение поясняется конкретными примерами его выполнения со ссылками на прилагаемые чертежи. Рассмотрим реализацию предлагаемого стенда для испытаний модели противообледенительной системы летательного аппарата.

На фиг. 1 представлен испытательный стенд, включающий в себя устройство рамной конструкции 1 для крепления испытываемой модели 2 поверхности ЛА, позволяющее регулировать ее положение при испытаниях; гидроаккумулятор 3 с редуктором, регулировочным клапаном, аварийным клапаном сброса давления воздуха, оснащенный манометром 14 и запорным устройством с сигнализатором положения затвора 15, предназначенный для содержания ПОЖ под требуемым давлением, создаваемым компрессором 4, подключенным через штуцер к гидроаккумулятору 3. Стенд снабжен регулирующими запорными устройствами 6 и контрольными манометрами 7, установленными соответственно как в общей ветви магистрали 5 подачи ПОЖ, так и отдельно в ветвях магистралей питания верхней 8 и нижней 9 частей обшивки модели агрегата и позволяющими регулировать давление подачи ПОЖ. Стенд также оснащен системой контроля состояния поверхности обшивки модели ЛА, включающей в себя датчики давления 10 и температуры 11, видеокамеру 12 и блок анализа и управления 13, объединенные в одну цепь. Данные с датчиков 10 и 11, а также видеокамеры 12 поступают в блок анализа и управления 13, в котором проводится анализ информации и визуальных образов, для формирования управляющего сигнала, который подается на регулирующие запорные устройства 6 для управления подачи ПОЖ на поверхность испытуемой модели агрегата ЛА при появлении на ней обледенения в автоматическом режиме. Управление может так же осуществляться принудительно оператором.

На фиг. 2 приведена схема стенда для испытаний модели противообледенительной системы ЛА, которая позволяет определить эффективность работы ПОЖ в условиях наземных испытаний, приближенных к условиям возникновения обледенения агрегатов ЛА во время его полета.

Сам испытательный стенд располагается в климатической камере, позволяющей имитировать полет ЛА, при отрицательных температурах путем регулировки давления внутри камеры, создания заданных отрицательных температур окружающего воздуха и оснащен устройством распыления капель воды, имитирующих заданные атмосферные условия проведения испытаний, приближенные к реальным условиям образования обледенения на поверхности ЛА в полете.

Таким образом, данный стенд позволяет оценить эффективность работы ПОС, работающей на принципе вывода ПОЖ на наружные поверхности модели агрегата ЛА при ее обледенении.

Изобретение относится к испытательным стендам. Стенд для испытаний модели жидкостной противообледенительной системы (ПОС) летательного аппарата (ЛА) содержит устройство рамной конструкции (1) для крепления испытываемой модели (2) поверхности ЛА, гидроаккумулятор (3) с редуктором, регулировочным клапаном, аварийным клапаном сброса давления воздуха. Стенд снабжен регулирующими запорными устройствами (6) и контрольными манометрами (7), установленными в общей ветви магистрали (5) подачи ПОЖ и в ветвях магистралей питания верхней (8) и нижней (9) частей обшивки модели агрегата. Стенд также оснащен системой контроля состояния поверхности обшивки модели ЛА. Достигается возможность определения эффективности работы противообледенительной жидкости. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Стенд для испытаний модели жидкостной противообледенительной системы летательного аппарата (ЛА), состоящий из устройства для закрепления испытываемой модели поверхности агрегата ЛА, компрессора, подключенного через штуцер к гидроаккумулятору, предназначенному для хранения противообледенительной жидкости (ПОЖ) под давлением, при этом гидроаккумулятор снабжен редуктором, регулировочным клапаном, аварийным клапаном сброса давления воздуха, а также оснащен манометром и регулировочным запорным устройством; к гидроаккумулятору подключена магистраль подачи ПОЖ, соединенная через два раздельных регулировочных запорных устройства с манометрами с ветвями магистралей питания верхней и нижней частей обшивки модели поверхности агрегата ЛА, позволяющими регулировать давление подачи на них ПОЖ.

2. Стенд по п.1, отличающийся тем, что он дополнительно оснащен системой контроля состояния поверхности обшивки модели ЛА, включающей в себя датчики давления и температуры, видеокамеру, блок анализа и управления, объединенные в одну цепь, позволяющие управлять подачей ПОЖ на поверхность испытываемого агрегата через регулировочные запорные устройства.