УСТРОЙСТВО для МОДЕЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРНЫХ ПОЛЕЙ В КОНСТРУКЦИЯХ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ Советский патент 1972 года по МПК G09B23/16 

Изобретение относится к экспериментальному оборудованию по исследованию прочности конструкций летательных аппаратов и может быть использовано, например, для моделирования температурных нолей в конструкциях и их элементах при определении температурных напряжений.

Известны автоматические устройства для моделирования температурных полей в конструкциях летательных аппаратов, состоящие из инфракрасных нагревателей, силового источника питания их электрической энергией, термопар, установленных на исиытываемой конструкции, задатчика программ изменения температуры конструкции во времени, суммирующего, нормирующего и регулирующего устройства. Однако известные автоматические устройства для моделирования тенловых полей путем программного изменения температуры общивки конструкции с иомощью инфракрасных нагревателей и замкнутой системы с обратной связью по температуре конструкции дают значительный недогрев силовых элементов конструкций.

Вследствие чего менее нагретые силовые элементы получают больщие тепловые потоки, чем обшивка. Поэтому для более точного воснроизведения тепловых полей в наземных условиях необходимо иметь возможность изменять величииу коивективной теплоотдачи с

поверхности конструкцнн. Известные устройства не позволяют ненрерывно измерять и управлять коэффицнентом теплоотдачи, что могло бы значнтельно улучилить качество воспроизведения температурных нолей.

Пелью изобретения является создание устройства для измерения, программного автоматического управления коэффициентом теплоотдачи и повышение точности воспроизведения температурных полей.

Сущность изобретения заключается в том, что перед испытываемой конструкцией устанавливают дроссель с однозначной зависимостью между его перемещением и скоростью воздущного потока, поступающего на конструкцию из сосуда большого объема со сжатым воздухом, иапример, от газгольдера, и датчик положения дросселя, а в систему управления, вводят специальное вычислительное устройство, которое по входу соединяют с датчиками положения дросселя и температуры рабочей поверхности конструкции и с программным устройством задания коэффициента теплоотдачи, а по выходу - с исполнительными механизмами регулируемых параметров, например с электрогидравлическим приводом неремещення дросселя и с источником питания иагревателей канала регулнроНаличие в устройстве подобного дросселя и вычислительного устройства, имеющего связи с датчиками положения и температуры конструкции, а также с определенными исполнительными устройствами, обспечивает измерение, программное управление коэффициентом теплоотдачи, инвариантность к возмущениям капала регулирования температуры, и в конечном счете, повыщает точность воспроизведения температурных нолей в испытываемых конструкциях.

На чертенке приведена структурная схема устройства для моделирования температурных полей в конструкциях летательных аппаратов.

Устройство состоит из газогольдера 1, наполненного сжатым воздухом, на выходе которого установлен дроссель 2, выполненный таким образом, что обеспечивается однозначная зависимость между скоростью воздущного потока и величиной открытия его проходного сечения. Дроссель соединен посредством направляющего насадка 3 с рабочей частью, образованной конструкцией, имеющей обшивку 4 и силовой элемент 5, излучателями 6 и экраном 7. На поверхности конструкции установлены термопары 8. Излучатели подключены к силовому источнику питания 9, выполненному на основе игнитронных контакторов с тиристорами в цепях поджигания. Последний, в свою очередь, соединен с регулятором 10, который через суммирующее устройство 11 соединяется с блоком задания программы по температуре 12 и нормирующим устройством 13. Вычислительное устройство 14, выполпенное на основе рещающих усилителей, по входу соединено с датчиком 15 положения дросселя, установленным на щтоке исполнительного механизма 16, термопарой 17 и блоком задания программы по коэффициенту теплоотдачи 18, а по выходу - с электрогидравлическпм приводом отработки перемещения дросселя 19 и вторым входом источника пнтания 9 нагревателей.

Устройство работает следующим образом.

Блоком 12 задается программа воспроизведения температуры поверхности конструкции. С помощью следящей системы (6, 9, 10, 13) с обратной связью по термопаре 8 она отрабатывается. Одновременно блоком 18 задается программа по коэффициенту теплоотдачи. Вычислительное устройство, имея информацию от датчика пололсення 15 о перемещении дросселя и о температуре конструкции, рассчитывает истинное значение коэффициента теплоотдачи.

Зная истинную величину коэффициента теплоотдачи и заданную, с помоью вычислительного устройства сравнивают их и при наличии ошибки формируют сигнал управления на электрогидравлический привод дросселя 19, который перемещает дроссель 2 таким образом, чтобы свести к минимуму величину

ошибки.

Изменение коэффициента теплоотдачи для канала отработки температуры является возмущением. Для его компенсации вычислительное устройство вырабатывает дополнительный корректирующий сигнал, который путем воздействия на вход источника питания нагревателей 9 увеличивает или уменьшает величину лучистого потока, падающего на конструкцию, обеспечивая необходимую точность отработки програ.ммы по температуре.

Предмет изобретения

Устройство для моделирования температурных полей в копструкциях летательных аппаратов, состоящее из инфракрасных нагревателей, источника питания, датчиков температуры конструкции, задатчиков программы, суммирующего, нормирующего и регулирующего устройств, отличающееся тем, что, с целью повышения точности воспроизведения температурных полей, оно снабжено блоком коррекции, состоящим из дросселя, на приводном валу которого установлен датчик

перемещения, измеряющий скорость воздушного потока, связанный со входом функционального вычислительного устройства, два других входа которого соединены соответственно с датчиком температуры конструкции и

с задатчиком программы по коэффициенту теплоотдачи, а выход функционального вычислительного устройства связан с приводом перемещения исполнительного органа дросселя и с источником питания нагревателей.