Способ тепловых испытаний приборного отсека летательного аппарата


 


Владельцы патента RU 2526406:

Открытое акционерное общество "Военно-промышленная корпорация "Научно-производственное объединение машиностроения" (RU)

Изобретение относится к наземной отработке систем терморегулирования аппаратуры изделий авиационной и ракетно-космической техники. Испытания проводят в термокамере в два этапа. На первом этапе подвергают натурный теплоизоляционный пакет приборного отсека внешнему тепловому нагружению, имитирующему полетное. Одновременно создают на внутренней поверхности пакета граничные условия теплообмена, соответствующие теплоотводу от оболочки корпуса внутрь приборного отсека. По измеренным температурам указанной внутренней поверхности получают график изменения температур корпуса приборного отсека по времени. На втором этапе нагревают корпус без теплоизоляции в соответствии с полученным графиком. Одновременно замеряют температуры газовой среды и аппаратуры приборного отсека, производящей тепловыделение в соответствии с полетной циклограммой. Техническим результатом изобретения является сокращение затрат на испытания, проводимые без использования специальных крупногабаритных стендов и камер, с имитацией аэродинамического потока. 1 з.п. ф-лы.

 

Техническое решение относится к авиационной и ракетной технике и может быть использовано при наземной отработке тепловых режимов и систем терморегулирования аппаратуры теплоизолированных приборных отсеков летательных аппаратов (ЛА).

Высокие скорости полета гиперзвуковых ЛА сопровождаются интенсивным аэродинамическим нагревом конструкции отсеков, в том числе и приборных. Обеспечение допустимых температурных условий для функционирования аппаратуры производится защитой конструкции отсека от внешних теплопритоков путем установки на корпус приборного отсека теплоизоляции. При этом расчетные значения полей температур газовой среды и аппаратуры отсеков на условия внешнего и внутреннего теплонагружения необходимо экспериментально подтверждать.

Известен способ испытаний объектов авиационной техники, заключающийся в циклическом воздействии на объект испытаний, размещенный в испытательной камере, климатических факторов - температуры, давления и влажности воздуха. Известно и устройство для осуществления этого способа испытаний, содержащее испытательную камеру, связанную с системой изменения температуры, регистрирующей аппаратурой и т.д. (патент РФ №2117926, 1998, G01M 19/00).

Также известен способ регулирования температуры объекта испытаний в термокамере, включающий измерение температур на объекте испытаний, сравнение их значений с допустимыми, расчет и подачу управляющего напряжения на нагреватели (патент РФ №2195695, 2002, G05D 23/00, G05D 23/19).

К достоинствам известных технических решений следует отнести повышение точности испытаний путем приближения условий испытаний к эксплуатационным, а к недостаткам - высокую стоимость испытаний. Так, для имитации натурного воздействия аэродинамического потока необходим специальный дорогостоящий стенд, в котором отсеки ЛА обдуваются потоком воздуха с высокой скоростью и соответствующей температурой.

Целью предложенного технического решения является сокращение затрат на проведение испытаний без использования специальных крупногабаритных стендов и испытательных камер с имитацией аэродинамического потока.

Поставленная цель достигается тем, что в способе испытаний, заключающемся в измерении текущих значений температуры и регулировании нагревателями температуры на объекте испытаний, в термокамере проводят испытания фрагмента натурного теплоизоляционного пакета приборного отсека с внешним соответствующим полетному тепловым нагружением с одновременным созданием на внутренней поверхности теплоизоляционного пакета граничных условий теплообмена, имитирующих условия теплоотвода от оболочки корпуса внутрь приборного отсека, по измеренным значениям температур внутренней поверхности теплоизоляционного пакета принимают график температур корпуса приборного отсека по времени, затем нагревают корпус приборного отсека без теплоизоляции в соответствии с ранее полученным графиком изменения температур и одновременным замером температур газовой среды и аппаратуры приборного отсека, производящей тепловыделение в соответствии с полетной циклограммой.

Сущность предложенного технического решения заключается в разделении тепловых испытаний создаваемого теплоизолированного приборного отсека (ПО) ЛА на два этапа.

На первом этапе проводят испытания образцов теплоизоляционного пакета ПО, поддерживая на внешней поверхности теплоизоляции расчетные значения температуры, например, контактным воздействием электронагревателей. На внутренней поверхности теплоизоляционного пакета с помощью имитатора корпуса ПО создают граничные условия теплообмена, воспроизводящие теплоотвод от оболочки корпуса внутрь ПО, например, за счет конвективного и лучистого теплообмена. При этом замеряют значения температур на внутренней поверхности теплоизоляционного пакета и сравнивают с определенными ранее расчетными данными. По результатам анализа экспериментальных и расчетных данных определяют переменное по времени поле температур, которое будет необходимо поддерживать на корпусе ПО при последующих испытаниях.

Испытания образцов теплоизоляционного пакета проводят как правило в существующих малогабаритных тепловых испытательных камерах.

На втором этапе проводят тепловые испытания непосредственно ПО ЛА с размещенной внутри аппаратурой, но на корпус отсека не устанавливают штатный теплоизоляционный пакет. Температуру корпуса ПО по времени поддерживают равной значениям, определенным на первом (предыдущем) этапе испытаний с помощью источников внешнего теплового нагружения изменением подводимой к ним мощности.

При этом аппаратура ПО или ее габаритно-массовый макет, но обязательно имеющий штатную (натурную) теплоемкость, производит тепловыделение согласно циклограмме энергопотребления полетного режима ЛА. Далее полученные значения полей температур газовой среды и аппаратуры сравнивают с расчетными значениями и делают заключение об обеспечении требуемого теплового режима аппаратуры ПО ЛА и достаточности средств термостатирования.

Тепловые испытания ПО ЛА на втором этапе проводят при нормальных климатических условиях, без использования каких-либо испытательных камер, а внешнее тепловое нагружение ПО без теплоизоляции осуществляют с помощью нагревателей, которые могут быть как контактными - тепловой поток передается теплопроводностью, так и инфракрасными - нагрев осуществляется излучением.

Использование инфракрасных нагревателей позволяет с достаточной точностью нагревать корпус приборного отсека лучистым тепловым потоком. При этом сокращаются затраты на проведение испытаний, т.к. применяются унифицированные инфракрасные нагреватели, тогда как контактные нагреватели необходимо проектировать и изготавливать их специально в зависимости от размеров нагреваемого ПО.

При проведении тепловых испытаниях по предложенному способу происходит существенная экономия энергоресурсов, т.к. корпус приборного отсека без теплоизоляции необходимо нагревать до сравнительно невысокого уровня температур ~ 60-80°C, тогда как для приборного отсека с установленной теплоизоляцией на ее внешней поверхности необходимо поддерживать зависящую от скорости полета ЛА высокую температуру - 1000°C и более.

Таким образом, предложенный способ испытаний, включающий два этапа испытаний - испытания образцов теплоизоляционного пакета ПО и тепловые испытания приборного отсека без теплоизоляции - позволяет провести тепловые испытания приборного отсека ЛА с обеспечением приемлемой точности с существенным сокращением затрат, т.к. при этом не используются специальные крупногабаритные стенды и испытательные камеры с имитацией аэродинамического потока.

1. Способ тепловых испытаний приборного отсека летательного аппарата, включающий измерение текущих значений температуры и регулирование нагревателями температуры на объекте испытаний, отличающийся тем, что в термокамере проводят испытания фрагмента натурного теплоизоляционного пакета приборного отсека с внешним, соответствующим полетному, тепловым нагружением с одновременным созданием на внутренней поверхности теплоизоляционного пакета граничных условий теплообмена, имитирующих условия теплоотвода от оболочки корпуса внутрь приборного отсека, по измеренным значениям температур внутренней поверхности теплоизоляционного пакета определяют график изменения температур корпуса приборного отсека по времени, затем нагревают корпус приборного отсека без теплоизоляции, в соответствии с ранее полученным графиком изменения температур и с одновременным замером температур газовой среды и аппаратуры приборного отсека, производящей тепловыделение в соответствии с полетной циклограммой.

2. Способ тепловых испытаний по п.1, отличающийся тем, что имитацию внешнего теплового нагружения приборного отсека без теплоизоляции осуществляют излучением с помощью инфракрасных нагревателей.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области электротехники, электроники, автоматического регулирования и может быть использовано для подключения и регулирования работы промышленных и бытовых нагревательных устройств.

Изобретение относится к винодельческой промышленности и может быть использовано, в частности, при производстве шампанских вин. Регулирование распределения температуры в цилиндрическом резервуаре с виноматериалом, имеющем снаружи "рубашку" с циркулирующим в ней хладоносителем по замкнутому контуру, включающем вентиль, управляемый электроприводом, компрессор и соединяющие их и "рубашку" трубопроводы, осуществляют путем измерения в центре резервуара температуры виноматериала.

Способ управления является способом управления кондиционером воздуха, чтобы переводить состояние в замкнутом пространстве в предварительно определенное целевое состояние.

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения уксусной кислоты, включающему стадии: взаимодействия метанола с монооксидом углерода в реакционной среде, содержащей воду, йодистый метил и метилацетат в присутствии катализатора карбонилирования на основе металла VIII группы; выделения продуктов указанной реакции в летучую фазу продукта, содержащую уксусную кислоту, и менее летучую фазу; дистиллирования указанной летучей фазы в аппарате дистилляции для получения очищенного продукта уксусной кислоты и первого верхнего погона, содержащего йодистый метил и ацетальдегид; конденсации, по меньшей мере, части указанного верхнего погона; измерения плотности указанного сконденсированного первого верхнего погона; определение относительной концентрации йодистого метила, ацетальдегида или обоих в первом верхнем погоне на основании измеренной плотности; и регулирования, по меньшей мере, одного регулирующего технологического параметра, связанного с дистилляцией указанной летучей фазы, в качестве ответной реакции на указанную относительную концентрацию.

Изобретение относится к теплорассеивающему устройству с двумя вентиляторами с функцией удаления пыли. .

Изобретение относится к технике регулирования температуры в прецизионных электронных устройствах и может быть использовано для поддержания постоянства параметров этих устройств в широком диапазоне температур окружающей среды (ТОС).

Изобретение относится к технике регулирования температуры в прецизионных электронных устройствах и может быть использовано для поддержания постоянства параметров этих устройств в широком диапазоне температур окружающей среды.

Термостат // 2454699
Изобретение относится к аналитическому машиностроению. .

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при проведении внереакторных испытаний многоэлементных термоэмиссионных электрогенерирующих каналов (ЭГК) для охлаждения и стабилизации температуры постоянно работающей радиоэлектронной аппаратуры и иных промышленных установках.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в качестве средства измерений температуры с повышенной достоверностью результатов измерений и увеличенным межповерочным или межкалибровочным интервалом.

Изобретение относится к разделу пилотируемой космонавтики и предназначено для подготовки космонавтов (астронавтов) экипажей МКС к внекорабельной деятельности. Многофункциональный учебно-тренировочный комплекс состоит из двух основных частей - функционально-моделирующего стенда предтренажерной подготовки и комплексного тренажера внекорабельной деятельности.

Изобретение относится к тепловакуумным испытаниям космического аппарата (КА), а также может найти применение в тех областях техники, где предъявляются повышенные требования к излучательным и отражательным характеристикам изделий.

Изобретение относится к космонавтике. Стенд включает сервер моделирования 1, консоль оператора 2, комплект телекамер наблюдения 3, средства отображения информации коллективного пользования 4, пульт контроля и управления 5, который состоит из средства связи 6, панели управления освещением 7, панели ручного управления электроприводами 8, персонального компьютера инструктора 9, персонального компьютера инженера 10, персонального компьютера врача 11 и второго блока цифровой связи 12.

Изобретение относится к наземным имитационным испытаниям космических аппаратов (КА), а именно многозвенных маложестких механических систем изделий космической техники.

Изобретение относится к космическому тренажеростроению. Тренажер включает пульт контроля и управления 1, рабочее место обучаемых 2, первый узел поворота 3, первый датчик положения 4, первую систему управления перемещением 5, второй узел поворота 6, второй датчик положения 7, вторую систему управления перемещением 8, первую механическую часть системы управления перемещением 9, первый электродвигатель 10, вторую механическую часть системы управления перемещением 11, второй электродвигатель 12, первый датчик усилия 13, первый датчик скорости 14, второй датчик усилия 15, второй датчик скорости 16, первый скафандр с обучаемым 17, средства связи 18, второй скафандр с обучаемым 19.

Изобретение относится к космическому тренажеростроению. Тренажерный комплекс включает интегрирующую систему 1, специализированный тренажер «Модель бортовой вычислительной системы PC МКС» 2, специализированный тренажер «Телеоператор-2» 3, специализированный тренажер «Выход-2» 4, «Гидролабораторию» 5, «Молодежный образовательный Космоцентр» 6.

Изобретение относится к ракетно-космической отрасли, а именно к наземному вспомогательному оборудованию. .

Изобретение относится к космической технике, а конкретно к стендам для испытаний устройств отделения космических аппаратов. .

Изобретение относится к наземным испытаниям раскрывающихся конструкций, преимущественно солнечных батарей (СБ), с имитацией условий невесомости. .

Изобретение относится к созданию и отработке систем терморегулирования космических аппаратов (КА), преимущественно телекоммуникационных спутников. .

Изобретение относится к космонавтике, а именно к способам имитации полета космических аппаратов (КА). Подготавливают аппаратные средства, моделируют орбитальное движение КА по предварительно заданному алгоритму и/или при приеме управляющих команд в режиме реального времени, моделируют движение небесной сферы в поле зрения каждого звёздного датчика по параметрам текущей ориентации КА с учетом динамики его движения, внешней среды, положения Солнца и Луны в инерциальной системе координат, моделируют появление нештатных ситуаций в работе бортовой аппаратуры ориентации и навигации КА, осуществляют контроль реакции системы управления ориентацией и навигацией при нештатных ситуациях, имитируют солнечное излучение для астроориентации и создания боковой помехи в инфракрасном и видимом диапазонах, имитируют сигналы спутников ГЛОНАСС и/или GPS с учетом параметров орбитального движения КА, моделируют орбитальное движение КА по трем осям вращения. Изобретение позволяет повысить многофункциональность КА. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 табл.
Наверх