ПРИБОР ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ УСКОРЕНИЙ Советский патент 1946 года по МПК G01P15/03 

Предметом изобретения является прибор для регистрации ускорений, снабженный диском для записи, приводимым во вращение часовым механизмом, и пером, прикрепленным к грузу, подвешенному на пружине. От известных приборов этого типа предлагаемый прибор отличается тем, что с целью использования его также в качестве регистрирующей части пружинного динамометра для записи усилий его кожух приспособлен для закрепления внутри пружинящего кольца, образующего собственно динамометр, и снабжен отверстием для введения внутрь прибора штыря с пером, прикрепленного к кольцу в точке, диаметрально противоположной месту прикрепления кожуха.

Кроме того, с целью использования этого прибора для расшифровки нанесенной на диск записи, кожух прибора выполняется вставным в компаратор, а анкерный баланс часового механизма снабжается отверстием для вставления рычага, посредством которого диск может поворачиваться под микроскопом.

Описываемый ниже прибор предназначается для использования, в частности, в качестве парашютного акселерографа-динамометра, т.е. для записи во времени ускорений и усилий, действующих в системе «груз-парашют», в течение пребывания ее в воздухе с момента отрыва от самолета до момента приземления.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1 и 2 показана в двух проекциях (с частичными разрезами) основная часть прибора, используемая в качестве акселерографа, на фиг. 3 и 4 - две проекции прибора в том виде, когда он используется также в качестве динамометра, на фиг. 5 - разрез по А-А (на фиг. 2 и 4) и на фиг. 6 и 7 - две проекции компаратора с вставленным в него прибором.

В случае использования прибора в качестве только акселерографа, т.е. в качестве самописца только ускорений (перегрузок), испытываемых грузом или человеком, к которому прикреплен этот прибор, он применяется в виде, показанном на фиг. 1 и 2.

В цилиндрическом стальном корпусе 1 закреплен часовой механизм 2, на выступающую ось 3 (см. фиг. 4) которого навинчен съемный стальной диск 4 для диаграммы.

На внутренней стороне съемной крышки 5 прибора закреплен упругий элемент в виде сегментообразной пластинчатой пружины 6 (фиг. 5), на которой закреплены грузик 7 и пружинящее стальное перо (чертилка) 8, плотно упирающееся своим острием в диск 4.

Прибор с помощью особой пряжки 9 пристегивается к лямке подвесной системы парашютиста или к грузу.

При оставлении самолета парашютистом или грузом часовой механизм 2 пускается в ход (путем выдергивания стопорной шпильки 10). Перо 8, перемещаясь под действием ускорений (перегрузок), действующих на пружину 6, записывает деформации последней на вращаемом часовым механизмом диаграммном диске 4, который предварительно покрывается копотью.

Таким образом все изменения величины ускорения (перегрузки), действующего на парашютиста или груз, фиксируются в заранее известном масштабе на диске 4. Для предотвращения искажения диаграммы вследствие инерции самого упругого элемента его жесткость и вес грузика, скрепленного с пружиной, подбираются так, чтобы частота собственных колебаний упругого элемента была достаточно высокой.

Полное время действия прибора может быть доведено до двух минут.

Для записи усилий, действующих в системе «груз-парашют», описанный прибор используется следующим образом.

Пряжка 9 для пристегивания прибора снимается. На кожух 1 надевается пружинящее кольцо 11, снабженное двумя крепежными скобами 12, надетыми на это кольцо.

К верхней скобе 12 винтами прикрепляется корпус 1, а к нижней скобе крепится штырь 13, свободно проходящий через отверстие в стенке кожуха внутрь прибора.

Скрепленное с этим штырем перо 14 прижимается к внутренней стороне диаграммного диска 4, к наружной стороне которого попрежнему прижимается перо 8 упругого элемента 6 акселерографа.

При действии на скобы 12 растягивающих усилий кольцо 11 упруго деформируется и штырь 13 с пером 14 совершает продольные (радиальные по отношению к диску 4) движения вместе с нижней скобой 12, пропорциональные деформации кольца-пружины 11, т.е. пропорциональные действующим на прибор усилиям. Перо 14 штыря 13 записывает эти усилия в определенном масштабе на диске 4. На другой стороне диска в это время записываются ускорения пером 8 упругого элемента акселерографа.

Записанные диаграммы усилий и ускорений расшифровываются с помощью этого же прибора (фиг. 1 и 2), на который вместо крышки надевают компаратор, состоящий из микроскопа 15 и индикатора 16 (фиг. 6 и 7).

Перемещая перекрестие нитей микроскопа на черту диска 4 и отсчитывая по индикатору 16 смещение данной точки диаграммы от нулевой линии, узнают величину отклонения пера в данный момент с точностью до мм.

Для того чтобы знать, какому моменту времени соответствует данное отклонение упругого элемента (т.е. данная величина силы или ускорения), часовой механизм прибора используется следующим образом:

Против анкерного баланса 17 часового механизма в кожухе 1 имеется отверстие 18, обычно закрытое винтовой пробкой 19. В балансе, сделанном достаточно для этого толстым, засверлено отверстие, в котором сделана нарезка. Вывернув пробку 19, в баланс ввинчивают рычаг 20, отклонение которого в ту или другую сторону вызывает отклонение баланса, соответствующее перепуску анкерного колеса на один зуб.

При повороте анкерного колеса на один зуб валик секундной стрелки (т.е. валик, на который в приборе навинчен диаграммный диск) перемещается, например, на величину, соответствующую секунды.

Качая анкерный баланс за рычаг 20, мы каждый раз будем перемещать диск 4 с начерченными на нем кривыми сил или ускорений точно на секунды.

Измеряя с помощью компаратора отклонение расшифровываемой кривой от нулевой линии через каждую секунды (в случае необходимости самой точной расшифровки), с точностью до мм определяют силы и ускорения, действующие в контролируемой системе, как функции времени.

Такие использование предлагаемого прибора обеспечивает измерение с точностью до 2% отклонений упругого элемента и позволяет применять упругие элементы с достаточно малой максимальной амплитудой (т.е. с высокой частотой колебаний), причем измерение времени обеспечивается также с очень высокой степенью точности (до секунды).

При желании можно, конечно, время отсчитывать не через секунды, а реже, производя измерения силы и ускорения не через каждое движение рычага 20 анкерного баланса, соответствующее сек., а через 5-10 и т.д. движений, соответствующих и т.д. секунды.

Влияние температуры на скорость хода часового механизма и упругость пружин учитывается с помощью соответствующих поправочных таблиц, получаемых в результате эксперимента; при расшифровке диаграмм на основании указанных таблиц вводится соответствующая поправка на влияние температуры.

1. Прибор для регистрации ускорений с диском для записи, приводимым во вращение часовым механизмом, и с пером, прикрепленным к грузу, подвешенному на пружине, отличающийся тем, что с целью использования его также в качестве регистрирующей части пружинного динамометра для записи усилий его кожух приспособлен для закрепления внутри пружинящего кольца, образующего собственно динамометр, и снабжен отверстием для введения внутрь прибора штыря с пером, прикрепленного к кольцу в точке, диаметрально противоположной месту прикрепления кожуха.

2. Прибор по п. 1, отличающийся тем, что с целью использования его для расшифровки в компараторе нанесенной на диск записи кожух выполнен вставным в компаратор, а анкерный баланс часового механизма снабжен отверстием для вставления рычага, посредством которого диск может поворачиваться под микроскопом.