Способ регулирования потоков тепла при статических испытаниях конструкций летательных аппаратов на прочность в условиях повышенных температур Советский патент 1962 года по МПК G05D23/27 

Экспериментальные исследования прочности конструкций летательных аппаратов, работающих при повышепных температурах, связаны с воспроизведением нестационарпых температурных полей, возникающих в конструкциях в процессе их эксплуатации.

Режим работы нагревателей, применяемых в таких исследованиях, оиределяется характером изменения те 1ЛОВОГо потока по времени, который вычисляется заранее или во время эксперимента- При тепловых: статических испытаниях конструкций летательных аппаратов обычно ириходится сталкиваться с резким изменением теплового потока по времени, в силу чего дли проведения такого рода испытаний применяются достаточно малоиперциоиные нагревателЕзНые устройства, например инфракрасные нагреватели (пихромовые, силитов з е, графитовые, графито-кварцевые, ламповые, и т. ц.) с пос1оянной времени порядка нескольких секунд. Попытки использовать позиционные терморегуляторь для отработки заданных программ теплово1о потока при работе с инфракрасными нагревателями не привели к удовлетворительным результатам. Из-за малой инерционности этих нагревателей разрыв цепи питания вызывает резкое иадепие иотока тепла, в результате чего система регулирования работает в режиме очеиь частых включений и выключений. Так как при испытаниях патурных конструкций величина регулируемой мощности исчисляется сотнями и даже тысячами киловатт, то такой режим работы прерывателей совершенно недопустим,, особеиио учитывая ск;юпиость данной еиете.мы регулирования к самовозбуждению, т. е. к возникновению автоколебаний.

ПредЛОжеипый способ регулирования потоков тепла при статических испытаниях конструкций летательных аппаратов на прочность в условиях иовьппеппых те.мнератур не имеет указанных недостатков.

№ 147849- 2 -

Сущность способа заключается в том, что для воспроизведения быстро изменяющихся по времени потоков тепла питание инфракрасных нагревателей осуществляется путем подачи на них электрических импульсов постоянной частоты и переменной скважности.

Применение этого способа для регулирования потока тепла при статических испытаниях на прочность конструкций летательных аппаратов в условиях повышенных температур возможно благодаря тому, что при подаче на нагреватели импульсов достаточной, хотя сравнительно небольпюй, частоты переменная составляющая излучения нагревателей невелика.

Экспериментальными исследованиями установлено, что при подаче на наименее инерционные из промышленных инфракрасных нагревателей,- нагреватели с нихромовым ленточным излучателем импульсов с частотой I гц и скважностью 50% -величина пepeмeJiнoй составляющей излучения не превышает 10% от средней величины излучения.

Успешность использования описываемого способа обуславливается тем, что испытания конструкций на прочность в режиме нестационарного нагрева--кратковременны (порядка нескольких минут), что допускает возможность применения прерывателей, специально не предназначенных для работы в режиме частых включений, например про.мышленных электрических контакторов.

На фиг. 1 изображена возможная схема питания нагревателей, целесообразная нри использовании малоинерционных электронных прерывателей; на фиг. 2-схема питания нагревателей, удобная при использовании .механических прерывателей.

Нагреватели 1 (фиг. 1) включаются последовательно с прерывателями. Регулирование потока тепла осуществляется путем изменения соотнощения времени, когда нрерыватель замкнут ко времени, когда цепь питания разомкнута.

Частота подачи импульсов постоянна и выбирается в зависимости от типа нагревателей. Импульсы формируются нри помощи специального генератора 2 и.мпульсов.

Нагреватели / (фиг. 2) включаются последовательно с двумя прерывателями, соединенными параллельно. На прерыватели подаются импульсы постоянной частоты с переменной регулируе.мой скважностью..

И.мпульсы, подаваемые на каждый из прерывателей, сдвинуты по фазе на постоянную величину, равную половине периода. Формирование импульсов осуществляется с помощью специального генератора 2 импульсов.

Предмет изобретения

Способ регулирования потоков тепла при статических испытаниях конструкций летательных аппаратов на прочность в условиях повышенных температур, отличающийся тем, что, с целью воспроизведения быстро изменяющихся по времени потоков тепла, питание инфракрасных нагревателей осуществляется путем подачи на них электрических импзльсов постоянной частоты и неременной скважности.

г

г2т