Устройство для определения аэродинамических характеристик модели ракеты авиационного базирования
Владельцы патента RU 2564054:
Акционерное общество "Военно-промышленная корпорация "Научно-производственное объединение машиностроения" (АО "ВПК "НПО машиностроения") (RU)
Изобретение относится к измерительной технике, а именно, к устройствам для измерения аэродинамических сил и моментов, действующих на модели изделий авиационной и ракетной техники при проведении испытаний в аэродинамических трубах. Устройство содержит модель ракеты со съемной носовой частью, установленную на внутримодельных шестикомпонентных тензовесах с помощью конической посадки, соединенных с внутренней державкой, прикрепленной к модели носителя, установленной в аэродинамической трубе, оснащенной тензостанцией и пультом управления в препараторской. Державка для модели ракеты выполнена в виде цилиндра, размещенного внутри корпуса модели, с продольными пазами, в которых установлена оребренная посадочная втулка, соединенная и с тензовесами и с обечайкой корпуса модели с использованием ребер. При этом в передней части цилиндра в пазу закреплен вкладыш, а на хвостовой части - подвижное кольцо, причем и вкладыш, и кольцо снабжены сменными узлами крепления цилиндра к кронштейнам, установленным на модели носителя. Технический результат заключается в повышении достоверности измерений. 2 ил.
Предлагаемое изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам для замера в аэродинамической трубе аэродинамических нагрузок, действующих на модель ракеты, прикрепленную к модели самолета-носителя. Это устройство может быть использовано для расчетов по обеспечению безударного, т.е. безопасного, отделения ракеты от самолета-носителя.
Известно устройство для определения сил и моментов, действующих на модель в аэродинамической трубе. Это устройство крепится на кормовой державке и содержит модель со съемной головной частью, закрепленную на внутримодельных тензовесах путем посадки ее на коническую часть тензовесов с фиксацией гайкой, соединенных с державкой, установленной в аэродинамической трубе, оснащенной тензостанцией и пультом управления, расположенным в препараторской (Н.Ф. Краснов и др. "Прикладная аэродинамика". Москва, Высшая школа, 1974 г., с. 273-282).
Но в этом устройстве, во-первых, не учитывается влияние самолета-носителя на аэродинамические характеристики модели, а, во-вторых, крепление модели на хвостовой державке порождает упругие колебания системы "модель-державка", внося неопределенность в измеряемые величины.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности является устройство для определения сил и моментов, действующих на модель ракеты при испытаниях в аэродинамической трубе, в которой закреплены на державках с закрепленными на них тензовесами модели ракеты и носителя ракет, причем модели ракет могут изменять положение относительно носителя (ЦАГИ. Основные этапы научной деятельности 1968-1993 г., Москва. Наука. Физматлит., 1996. Рис. 188, стр. 300. Модель самолета-носителя с отделяемыми грузами в АДТ Т-109), см. фигуру 2.
Недостатком этого устройства, во первых, является наличие в нем хвостовой державки, на которой закреплена модель ракеты вместе с тензовесами, что оказывает заметное влияние на обтекание воздушным потоком кормовой части модели ракеты и, следовательно, на измеряемые аэродинамические характеристики модели ракеты в целом.
Вторым существенным недостатком известного устройства является то, что во время испытаний модели ракеты, механически связанной с помощью хвостовой державки с корпусом модели носителя, возникают упругие колебания системы "модель+тензовесы+державка" с изменением зазора между моделями ракеты и носителя, что также влияет на характер обтекания модели ракеты, снижая точность и достоверность определения ее аэродинамических характеристик.
С целью устранения вышеобозначенных недостатков известного устройства предлагается новое техническое решение устройства для определения аэродинамических характеристик модели ракеты авиационного базирования. Суть предлагаемого изобретения состоит в размещении державки, на которой крепится модель ракеты, внутри корпуса модели в отличие от хвостовой державки, используемой в известном устройстве.
Размещение державки внутри корпуса модели с ее жестким креплением к модели носителя с помощью двух стержней, расположенных по краям державки, исключает как влияние державки на обтекание модели потоком воздуха, так и возможность упругих колебаний державки, поскольку эта державка является балкой на двух опорах и не подвержена консольным колебаниям.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежом, где на фигуре 1 изображен общий вид предлагаемого устройства.
Устройство для определения аэродинамических характеристик модели в аэродинамической трубе содержит модель 1 со съемной головной частью 2 и с оперениями 3, 4 и 5 на хвостовой части 6 корпуса 7, закрепленную на тензовесах 8 путем посадки ее на коническую часть 9 и зафиксированную гайкой 10, соединенных державкой 11, установленной на модели носителя 12, расположенной в аэродинамической трубе 13, оснащенной тензостанцией 14 и пультом управления 15, расположенных в препараторской 16. Внутри корпуса 7 модели 1 расположен трубчатый цилиндр 17, выполненный с продольными пазами 18, внутри них установлена с ребрами 19 втулка 20, соединенная с тензовесами 8, а на ребрах 19 установлена обечайка 21, на которой закреплены головная 2 и хвостовая 6 части корпуса 7. В передней части 22 цилиндра 17 в пазах 18 установлен вкладыш 23, а в хвостовой части державки цилиндра 17 расположено подвижное кольцо 25.
Вкладыш 23 и подвижное кольцо 25 соединены сменными по длине и толщине балками 26, закрепленными на носителе 12 фиксаторами 27. На хвостовой части 6 корпуса 7 расположен шпангоут 28 со сменной заглушкой 30.
Установка внутри корпуса 7 модели 1 цилиндра 17, выполненного с продольными пазами 18, в которых установлена с ребрами 19 втулка 20, соединенная с тензовесами 8, а на ребрах 19 размещена обечайка 21, на которой закреплена головная 2 и хвостовая 6 части корпуса 7, позволяет соблюсти полное геометрическое подобие модели 1 с натурной ракетой, что обеспечивает точность и достоверность замера аэродинамических нагрузок, действующих на модель 1 в условиях механической связи моделей ракеты 1 и носителя 12.
Установка головной части 2 и хвостовой части 6 с помощью обечайки 21 упрощает конструкцию модели 1, повышает надежность работы тензовесов 8, что снижает стоимость экспериментальных работ.
Работа устройства заключается в следующем. Собирается модель ракеты 1. Внутри цилиндра 17 закрепляются тензовесы 8. В пазах 18 цилиндра 17 устанавливается на ребрах 19 втулка 20 и закрепляется на тензовесах 8 гайкой 10. На цилиндре 17 устанавливаются вкладыш 23 в пазу 18 и подвижное кольцо 25. Затем на ребрах 19 втулки 20 закрепляется обечайка 21, на которой устанавливается головная часть 2 и хвостовая часть 6 с оперениями 3, 4, 5 и шпангоутом 29 с заглушкой 30. Проверяется работа тензовесов 8 с помощью тензостанции 14 и пульта управления 15, расположенных в препараторской 16 трубы 13. Затем на вкладыше 23 и подвижном кольце 25 устанавливаются сменные балки 26. Они закрепляются на кронштейнах 27, к которым пристыковывается модель носителя 12. Устройство устанавливается с помощью фиксаторов 27 в аэродинамической трубе 13. Производится контрольная проверка работы всех систем устройства. Затем по команде с пульта управления 15 запускается аэродинамическая труба 13. При различных скоростях продувки модели 1 с носителем 12 определяются аэродинамические характеристики модели 1 с помощью тензостанции 14.
Использование предлагаемого изобретения существенно улучшает достоверность экспериментальных данных по воздействию потока на ракету, отделяющуюся от самолета-носителя, и позволяет обеспечить безопасность пуска ракет при меньшем объеме натурных испытаний, что сокращает стоимость работ по разработке ракетных комплексов авиационного базирования.
Устройство для определения аэродинамических характеристик модели ракеты авиационного базирования, закрепленной на модели самолета-носителя, при испытаниях в аэродинамической трубе, содержащее модель ракеты со съемной носовой частью, установленную на внутримодельных шестикомпонентных тензовесах с помощью конической посадки, соединенных с внутренней державкой, прикрепленной к модели носителя, установленной в аэродинамической трубе, оснащенной тензостанцией и пультом управления в препараторской, отличающееся тем, что державка для модели ракеты выполнена в виде цилиндра, размещенного внутри корпуса модели, с продольными пазами, в которых установлена оребренная посадочная втулка, соединенная и с тензовесами и с обечайкой корпуса модели с использованием ребер, при этом в передней части цилиндра в пазу закреплен вкладыш, а на хвостовой части - подвижное кольцо, причем и вкладыш, и кольцо снабжены сменными узлами крепления цилиндра к кронштейнам, установленным на модели носителя.
