Мобильная установка для возбуждения резонансных колебаний авиационных конструкций

 

Использование: усталостные испытания и диагностика авиационных конструкций. Сущность изобретения: на кузове грузового автомобиля смонтированы поворотные в горизонтальной плоскости выдвижные консольные балки с установленными в их горизонтальных направляющих передвижными стойками, с которыми связаны подвижные в вертикальном направлении кронштейны, служащие для закрепления пар электромагнитов вибровозбудителей. Балки размещены в нишах, выполненных вдоль боковых сторон кузова, а оси их поворота расположены в задних углах кузова. Привод перемещения стоек вдоль балок включает электродвигатель с редуктором и зубчато - реечную передачу, колесо которой закреплено на выходном валу редуктора, а рейка - на балке. Установка обеспечивает приложение возбуждающих сил одновременно в нескольких сечениях исследуемой конструкции, перпендикулярных оси ее жесткости. 1 ил.

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для усталостных испытаний авиационных конструкций и их технической диагностики в процессе усталостных испытаний и эксплуатации.

Известно устройство для многоточечного бесконтактного возбуждения авторезонансных колебаний авиационных конструкций [1] содержащее задающий генератор гармонического сигнала с управляющим элементом, фазоинвертор, многоканальный контур возбуждения колебаний, многоканальный (по числу каналов возбуждения) контур обратной связи и наблюдения, контур управления возбуждением и измерением на основе микроЭВМ.

Недостатком устройства является выполнение его стационарным, неприспособленным для контроля летательных аппаратов на местах их стоянки, значительные трудозатраты на транспортировку в ангар для диагностики.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является мобильное механизированное устройство для диагностики технического состояния конструкций летательного аппарата, содержащее грузовой автомобиль, смонтированную на его кузове выдвижную конструкцию, оснащенную вертикальными силовыми стойками с закрепленными на них опорными элементами для жесткой фиксации выдвижной конструкции на поверхности и горизонтальными направляющими, установленные на горизонтальных направляющих передвижные стойки, подвижные в вертикальном направлении кронштейны, связанные с передвижными стойками, электромагнитные вибровозбудители, каждый из которых включает пару электромагнитов, установленных на кронштейне, и размещенный между ними якорь, закрепляемый на возбуждаемой авиационной конструкции, и автономные управляемые приводы упомянутых подвижных элементов установки [2] Недостатком мобильного механизированного устройства для диагностики технического состояния конструкций летательного аппарата, выбранного в качестве прототипа, является то, что оно позволяет возбуждать колебания испытываемой конструкции только в одной плоскости. Тем самым известное по [2] устройство не обеспечивает точность выделения собственных форм изгибных колебаний конструкции одновременно в нескольких ее сечениях, соответствующих максимальному прогибу конструкции на выбранном тоне колебаний.

Целью изобретения является повышение точности выделения собственных форм изгибных колебаний конструкции за счет обеспечения приложения возбуждающей силы одновременно в нескольких ее сечениях, перпендикулярных оси жесткости.

Цель достигается тем, что мобильная установка для возбуждения резонансных колебаний авиационных конструкций, содержащая грузовой автомобиль, смонтированную на его кузове выдвижную конструкцию, оснащенную вертикальными силовыми стойками с закрепленными на них опорными элементами для жесткой фиксации выдвижной конструкции на поверхности и горизонтальными направляющими, установленные на горизонтальных направляющих передвижные стойки, подвижные в вертикальном направлении кронштейны, связанные с передвижными стойками, электромагнитные вибровозбудители, каждый из которых включает пару электромагнитов, установленных на кронштейне, и размещенный между ними якорь, закрепляемый на возбуждаемой авиационной конструкции, и автономные управляемые приводы упомянутых подвижных элементов установки, снабжена выдвижной конструкцией, образованной поворотными в горизонтальной плоскости консольными балками, расположенными в нишах, выполненных вдоль боковых сторон кузова автомобиля, опорные стойки размещены на свободных концах балок, оси их поворота расположены в задних углах кузова, а привод перемещения каждой передвижной стойки включает жестко связанные с ней электродвигатель с редуктором и зубчато-реечную передачу, колесо которой закреплено на выходном валу редуктора, а рейка на балке.

Предлагаемая мобильная установка для возбуждения резонансных колебаний авиационных конструкций отличается от известного устройства, выбранного в качестве прототипа, тем, что она снабжена выдвижной конструкцией, образованной поворотными в горизонтальной плоскости консольными балками, расположенными в нишах, выполненных вдоль боковых сторон кузова автомобиля, опорные стойки размещены на свободных концах балок, оси их поворота расположены в задних углах кузова, а привод перемещения каждой передвижной стойки включает жестко связанные с ней электродвигатель с редуктором и зубчато-реечную передачу, колесо которой закреплено на выходном валу редуктора, а рейка на балке. Таким образом, заявляемая мобильная установка для возбуждения резонансных колебаний авиационных конструкций соответствует критерию изобретения "новизна". Сравнение заявляемого технического решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной и смежных областях техники не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "существенные отличия".

На чертеже представлена мобильная установка для возбуждения резонансных колебаний авиационных конструкций с выдвинутыми в рабочее положение балками и с установленными на них передвижными стойками с электромагнитами на концах, общий вид.

Мобильная установка для возбуждения резонансных колебаний авиационных конструкций содержит транспортное средство грузовой автомобиль 1 с переоборудованным кузовом, выдвижные балки 2 с направляющими прорезями 3 на верхней и нижней гранях, закрепленные на балках 2 передвижные силовые стойки, состоящие из опорной плиты 4, входящей отбортовками в горизонтальные направляющие (прорези) 3 балки 2, и закрепленные на опорной плите 4 гидроцилиндра 5 и привода стоек в виде электродвигателя 6, снабженного понижающим редуктором, на входной вал которого насажено зубчатое колесо, входящее в зацепление с зубчатой рейкой 7 на выдвижной балке 2. На штоке гидроцилиндра 5 закреплены попарно электромагниты 8 вибровозбудителей с осевым зазором между собой. На контролируемую конструкцию 9, например крыло самолета, жестко крепится ферромагнитный силопередающий якорь 10, например, с помощью хомутов (на чертеже показано условно). Опорные стойки 11 закреплены попарно по углам кузова и на законцовках балок 2. Опорные стойки 11 выполнены в виде гидроцилиндров, штоки 12 которых снабжены дисковыми опорами 13. Кабина операторов снабжена входным люком 14 и смотровыми окнами 15. Для входа в кабину предусмотрена наружная лестница 16. Источник 17 электрической энергии (генератор и аккумуляторы) расположен в нише кузова и закрывается люками 18. Гидроустановка 19 расположена в нише кузова перед кабиной операторов и закрывается люком 20. Нагнетающие магистрали выполнены из гибких трубопроводов большого давления. Выдвижение балок 2 осуществляется с помощью вспомогательных гидроцилиндров 21, установленных в кузове транспортного средства. Электромагниты 8 закреплены попарно на кронштейне 22, который, в свою очередь, жестко крепится к штоку 23 гидроцилиндра 5. В кабине операторов смонтирована персональная ЭВМ (микроЭВМ) (на чертеже не показана).

Предлагаемая мобильная установка работает следующим образом. Грузовой автомобиль 1 подъезжает под крыло 9 летательного аппарата. С помощью вспомогательных гидроцилиндров 21 балки 2 выдвигаются в крайнее положение, при котором направляющие прорези 3 на балках и кузове образуют единую линию. При этом передвижные силовые стойки находятся на законцовках балок 2, штоки 23 гидроцилиндров 5 с закрепленными на них на кронштейне 22 электромагнитами 8 вибровозбудителей убраны, штоки 12 опорных стоек 11 также убраны. По команде операторов включается гидроустановка 19 и выдвигаются штоки 12 опорных стоек 11 до соприкосновения дисковых опор 13 с поверхностью земли. Этим обеспечивается жесткость несущей конструкции. После того, как обеспечена жесткость несущей конструкции, по команде операторов передвижные силовые стойки передвигаются под места заранее определенных пучностей крыла 9 (для i-го тона возбуждения колебаний, также заранее теоретически определенного). Передвижение силовых стоек обеспечивается с помощью привода, выполненного в виде электродвигателя 6, имеющего понижающий редуктор, вал которого заканчивается зубчатым колесом, входящим в зацепление с зубчатой рейкой 7 на выдвижной балке 2. Электродвигатель 6 жестко закреплен на опорной плите 4, которая своими отбортовками на верхней и нижней частях входит в прорези 3 на верхней и нижней гранях балки 2.

Предварительно операторы закрепляют определенным образом (например, с помощью хомутов, охватывающих профиль крыла) на контролируемой конструкции (крыле) 9 силопередающие якоря 10, выполненные в виде буквы L с площадкой, которая входит в зазор между электромагнитами 8. Силопередающие якоря 10 устанавливаются на контролируемой конструкции 9 также в местах заранее определенных пучностей. Выход штоков 23 гидроцилиндров 5 осуществляется индивидуально для каждого, в зависимости от поперечного V крыла и соответствующего якоря 10. Рабочая гидравлическая жидкость поступает от гидроустановки 19 в полости гидроцилиндров 5 по гибким шлангам большого давления. Блоки силовых электромагнитов 8 устанавливаются так, чтобы силопередающий якорь 10 своей площадкой находился в зазоре между электромагнитами 8.

Использование изобретения позволит повысить точность выделения собственных форм изгибных колебаний конструкции за счет обеспечения приложения возбуждающих сил одновременно в нескольких ее сечениях при многоточечном возбуждении колебаний, что, в свою очередь, будет способствовать достоверности результатов диагностического контроля.

Формула изобретения

МОБИЛЬНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ РЕЗОНАНСНЫХ КОЛЕБАНИЙ АВИАЦИОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ, содержащая грузовой автомобиль, смонтированную на его кузове выдвижную конструкцию, оснащенную вертикальными силовыми стойками с закрепленными на них опорными элементами для жесткой фиксации выдвижной конструкции на поверхности установки авиационной конструкции и горизонтальными направляющими, установленные в горизонтальных направляющих передвижные стойки, подвижные в вертикальном направлении кронштейны, связанные с передвижными стойками, электромагнитные вибровозбудители, каждый из которых включает пару электромагнитов, установленных на кронштейне, и размещенный в зазоре между ними якорь, закрепляемый на возбуждаемой авиационной конструкции, и автономные управляемые приводы упомянутых подвижных элементов установки, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности выделения собственных форм изгибных колебаний конструкции путем обеспечения приложения возбуждающих сил одновременно в нескольких ее сечениях, перпендикулярных к оси жесткости, выдвижная конструкция образована поворотными в горизонтальной плоскости консольными балками, расположенными в нишах, выполненных вдоль боковых сторон кузова автомобиля, опорные стойки размещены на свободных концах балок, оси их поворота расположены в задних углах кузова, а привод перемещения каждой передвижной стойки включает жестко связанные с ней электродвигатель с редуктором и зубчато-реечную передачу, колесо которой закреплено на выходном валу редуктора, а рейка на балке.

РИСУНКИ

Рисунок 1