Устройство для физического моделирования полета исследуемого объекта Советский патент 1990 года по МПК G09B23/00 

Изобретение относится к технике I манипулирования тонкими гибкими изделиями к может быть использовано для имитации движения исследуемого объекта.

Цель изобретения - повышение достоверности результатов физического моделирования за счет обеспечения разнообразия конфигурации плоских траекторий движения исследуемого объекта.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство в рабочем положении, аксонометрия; на фиг. 2 - то же, разрез} на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2; на ФИР. 4 и фиг. 5 - формы плоских траекторий ленты.

Устройство содержит гибкую ленту .1 с нанесенным на ней эквивалентом объекта, охватывающую ведущий шкив 2, который приводится во вращение приводом 9 с регулятором 10 скорости. ,

Лента 1 прижата к ведущему шкиву 2 входным Зи выходным 4 роликами,которые установлены на коромысле 11,качающемся относительно общей оси 5 с веду- щим шкивом 2 и имеющим механизм 12 его поворота, снабженный фиксатором 13 и размещенный соосно с приводом 9 ведущего шкива 2. Кроме того устройство содержит рычаги 14 и 15, основание 6, втулку 7, подшипник 8, и пружины 16 и 17.

сд сд

N3 Ю

оэ

Устройство работает следующим об- разом.

Привод 9 приводит во вращение ведущий шкив 2, который под действием силы сцепления, возникающей между ведущим шкивом 2 и охватывающей его ленты 1 и обеспечиваемой прижатием выходного ролика 4, сообщает ленте 1 движение со скоростью, необходимой для преодоления силы тяжести и сохранения в плоскости движения устойчивого равновесия. Входной ролик 3 служит для стабилизации движения ленты 1. Ось ведущего шки ва 2 и роликов 3 и 4 параллельны горизонтальной плоскости.

Ведущий шкив 2 закреплен на оси 5 установленной на основании с помощью втулки 7 и подшипников 8. Оси вращения входного 3 и выходного 4 роликов установлены на коромысле 11, соединенном с втулкой 7. С помощью механизма 12 коромысло 11 вместе с входным 3 и выходным 4 роликами может быть повернуто вокруг общей оси 5 с ведущим шкивом 2 на произвольный угол и зафиксировано с помощью фиксатора 13.

Установку ленты 1 производят за счет нажатия на подпружиненные рычаги 14 и 15, которые отводят от ведущего вала 2 входной 3 и выходной 4 ролики за счет пазов, выполненных в коромысле 11.

Процесс установки ленты 1, отвод и подвод роликов 3 и 4 осуществляют до начала работы устройства при неподвижном ведущем шкиве 2. Чтобы установить ленту 1 между ведущим шкивом 2 и входным роликом 3 и ведущим шкивом 2 и выходным роликом 4, необходимо поочередно нажать на концы рычагов 14 и 15 и вставить ленту 1, охватив ею ведущий шкив 2. После снятия усилия, приложенного к рычагам 14 и 15, под действием пружин 16 и 17 (фиг. 3) рычаги 14 и 15, а вместе с ними и ролики 3 и 4 возвращаются в исходное положение. В процессе работы устройства за счет предварительного натяжения пружин 16 и 17 ролики 4 прижимают ленту 1 к ведущему шкиву 2, что обеспечивает отсутствие проскальзывания между лентой 1 и ведущим шкивом 2 при его вращении.

В основу принципа работы устройства положен динамический эффект,

0

5

0

5

0

возникающий при движении вдоль своей оси замкнутой гибкой ленты.

Форма плоской траектории замкнутой ленты зависит как от скорости ее движения, определяемой соотношением

V 0,7Г|йТ,

где и - напряженность поля аэродинамического сопротивления среды движению ленты, равная отношению приходящихся на единицу длины ленты аэродинамического сопротивления трения массы ленты;

полная длина замкнутой траектории ленты,

так и от угла запуска (угла выброса восходящей ветви ленты по отношению к горизонтальной плоскости).

Соотношение для продольной скорости движения ленты, при которой появляется динамический эффект и обеспечивается устойчивый режим ее движения, можно выразить через конструктивные параметры испытательного стенда.

Пп 60 13,4

1

Полагая V

(м/с), получим

-М -ГТТ п 5А- Ч pi.

Исходя из этого, формирование необходимых исследуемых плоских траекторий может, производиться либо регу-- 35 лятором 10 скорости привода 9 ведущего шкива 2(т.е.изменением скорости j движения ленты 1 при постоянном угле запуска), либо изменением положения входного 3 и выходного 4 роликов пудр тем поворота вокруг оси 5 коромысла 11 (т.е. изменением угла запуска ленты 1 при постоянной скорости ее движения), либо одновременно двумя вышеуказанными способами,что позволяет 45 получать большое разнообразие форм исследуемых плоских траекторий.

Экспериментально и теоретически установлено, что условием подъема ленты является условие , кото- 5Q рое должно выполняться одновременно с соотношением для скорости,приведенным, выше (g - ускорение сил тяжести). Над горизонтальной плоскостью ленту располагают при условии .

В качестве примера на фиг. 4 показаны формы плоских траекторий ленты при различных скоростях ее движения (или, что то же самое, при различных р) и при постоянном угле запус55

ка, равном 45°.

На фиг. 5 показаны формы плоских траекторий ленты при различных углах запуска при постоянной скорости (при. постоянном ц 30).

Скорость движения замкнутой ленты ограничивается механической прочностью ленты на разрыв. Эта скорость определяется следующим соотношением

где Т J- допускаемое усилие на разрыв

ленты;

m - погонная масса ленты. Это соотношение также может быть выражено через конструктивные параметры испытательного стенда. Полагая

ffDn бб

V

(м/с),

получим

п

I CTJ С D m

Использование предлагаемого устройства (по сравнению с известными) повышает достоверность результатов физического моделирования за счет обеспечения разнообразия конфигураций плоских тракторий исследуемого объекта.

Формула изобретения

Устройство для физического моделирования полета исследуемого объекта, со- держащее гибкий ленточный подвижный эле- .мент, охватывающий ведущий шкив и прижатый к нему входным и выходным роли

ками, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности7 результатов физического моделирования за счет обеспечения разнообразия конфигураций плоских траекторий движения исследуемого объекта, оно имеет коромысло с механизмом его поворота и фиксации в заданном положении, при этом ось коромысла совмещена с осью щего шкива, а входной и выходной ролики установлены на концах коромысла, привод ведущего шкива снабжен регулятором скорости, обеспечивающим следующие пределы регулирования частоты вращения ведущего шкива п (об/мин -.

0

D

Чл J.

5

0

5

где D - диаметр ведущего шкива, м; допускаемое усилие на разрыв гибкого ленточного подвижного элемента, кг; m - погонная масса гибкого ленточного подвижного элемента; кг/м;

и - напряженность поля аэродинамического сопротивления среды движению гибкого ленточного подвижного элемента, равная отношению приходящихся на единицу длины . элемента аэродинамического сопротивления трения и массы элемента, 1 - полная длина гибкого ленточного подвижного элемента, м.

Изобретение относится к технике манипулирования тонкими гибкими изделиями и предназначено для имитации полета исследуемого объекта. Целью изобретения является повышение достоверности результатов физического моделирования за счет обеспечения разнообразия конфигураций плоских траекторий движения исследуемого объекта. Это достигается тем, что в устройство, содержащее гибкий ленточный подвижный элемент, охватывающий ведущий шкив и прижатый к нему входным и выходным роликами, введено коромысло с механизмом его поворота, снабженным фиксатором, ось коромысла совмещена с осью ведущего шкива, при этом входной и выходной ролики установлены на концах коромысла, привод ведущего шкива снабжен регулятором скорости, обеспечивающим следующие пределы регулирования частоты вращения ведущего шкива по формуле, учитывающей частоту вращения, диаметр шкива, усилие разрыва, массу и длину гибкого элемента и напряженность поля аэродинамического сопротивления среды движения гибкого элемента. 5 ил.

Фиг. f

/

Фиг. 2

12

-Л ЩУ

mutti

-ct:15

JU X

Фиг 5