Устройство для измерения тяги сопла

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

«»987424

Союз Советскик

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 240781 (21) 3324141/18-10

И11М. Ка.

С 01 L 5/13 с присоединением заявки Йо

Государственный комитет

СССР во делам изобретений и открытий (23) Приоритет

РИУДК 531 ° 781 (088.8 ) Опубликовано 070183. Бюллетень Мо 1

Дата опубликования описания 07.01.83

В.Н.Ведмндскнк, Н.д.коваленко, A.Í.Куле/дв н " !Юфвредь в т г аг, ..г, а о.,л о6 г . „,-..

4дг, .

Институт технической механики AH Украинской

У (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЯГИ СОПЛА

Изобретение относится к экспериментальной газовой динамике и может быть использовано, например, для измерения тяги модельных реактивных сопел.

Известны устройства для измерения тяги реактивных сопел, содержащие полый тонкостенный цилиндр с наклеенными на него тензодатчиками, соединенными в измерительный мост, газопроводящий трубопровод, испытываемое и эталонное содла (11.

Недостатками устройств являются низкая экономичность, обусловленная расходом газа через эталонное сопло, а также изготовлением набора эталон ных сопел, автоколебания, самовозбуждающиеся как за счет течения газа внутри тройника и сопел, так и за счет подсасывающего эффекта струй ,газа, вытекающего из испытываемого и эталонного .сопел.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому- изобретению является дифференциальная установка для измерения тяги сопла, содержащая механическое разгружающее устройство, выполненное из системы рычагов, соединительных тяг, призменных шарниров и набора грузов. Газоподводящий трубопровод выполнен в виде прямоугольного колена, в горизонталь.. ный участок которого включен полый тонкостенный цилиндр с наклеенными на него тенэодатчиками, соединенными в измерительный мост P2).

Недостатками этого устройства являются автоколебания, самовоэбуждающиеся как за счет течения газа внутри трубопровода и сопла, так и за счет подсасывающего эффекта струи газа, вытекающего из испытываемого сопла, низкая точность и надежность результатов измерений, обусловленная автоколебаниями, искажением геометрии разгружающего устройства за счет смещения призм относительно подушек.

Целью изобретения является повышение точности путем гашения колебаний устройства.

Эта цель достигается тем, что разгружающий узел выполнен в виде герметичной, с возможностью изменения объема от давления, емкости, связанной с трубопроводом клапаном впуска и с атмосферой клапаном выпуска газа, помещенной в жидкость, при этом на наружной поверхности ев -.

987424 кости установлены перфорированные ребра и пластины.

На чертеже схематически изображено предложенное устройство.

Устройство содержит консольный газоподводящий трубопровод 1, полый, тонкостенный: цилиндр 2 с наклеенными. на него тензодатчиками, соединенными

1 в измерительный мост, испытываемое сопло 3, герметичную регулируемую емкость 4, жестко соединенную с 10 консольным газоподводящим трубопроводом посредством патрубка 5 с электромагнитными дроссельными клапанами 6 и 7 соответственно впуска и выпуска газа. Герметичная регулируемая ем- 15 кость 4 выполнена в виде полого тонкостенного цилиндра 8 с двумя пустотелыми поршнями 9, внутри которых расположены пружины 10 и датчики перемещения поршней индуктивного типа р0 с катушками 11 и сердечниками 12 из мягкого железа. На наружной поверхности цилиндра 8 жестко установлены перфорированные (т.е. с отверстиями) ребра 13 и пластины 14 с возможностью их поворота вокруг стержня 15, Емкость 4 погружена в жидкость, на» литую в бак 16 до уровня сливных отверстий 17. Для подачи жидкости в бак служит трубопровод 18. Измерительный мост и электромагнитные клапаны имеют между собой электрические связи, Устройство работает следующим образом. 35

Вес конструкции устройства вместе с испытываемым соплом 3 полностью уравновешивается (или частично разгружается) архимедовой силой, создаваемой цилиндром 8, при этом поршни 40

9 расположены внутри цилиндра. Полый тонкостенный цилиндр 2 и, следовательно, тензодатчики, наклеенные на него, не испытывают деформаций. Сигнал . на измерительном мосте отсутствует,И 45 регистрирующий прибор показывает нуль (или какое-то первоначальное значение, если вес конструкции устройства разгружен частично) . Чатем в трубо.провод 1 подают газ (воздух), который истекает через сопло 3 и создает его тягу,. направленную вниз. Как только начинается истечение воздуха из сопла, на измерительном мосте появляется сигнал, который фиксирует регистрирующий прибор. Одновременно с этим сигнал с измерительного моста подается на электромагнитный дроссельный клапан б впуска, который приоткрывается, и через образовавшийся зазор между клапаном и его 60 седлом газ поступает в цилиндр 8, давление в котором возрастает. Под действием давления газа поршни 9 выдвигаются, увеличивая объем емкости 4 и, следовательно, архимедову силу, направленную вверх. Регистрирующий прибор фиксирует теперь уже разность тяги сопла 3 и архимедовой силы емкости 4. Архимедова сила точно определяется либо rro объему внешней форьи регулируемой емкости 4, об1 аэованной цилиндром 8 и поршнями 9, ибо по количеству жидкости, вытесненной емкостью в мерный объем через сливные отверстия 17. При этом изменение объема емкости 4 вследствие перемещения (выдвижения) поршней 9 регистрируют датчики перемещения индуктивного типа, содержащие катушки

11 и сердечники 12. Тяга сопла определяется путем суммирования архимедовой силы и разности этих сил, снимаемой с регистрирующего прибора (когда тяга сопла больше архимедовой силы), и, наоборот, путем вычитания из архимедовой силы разности, снимаемой с регистрирующего прибора, если тяга сопла меньше архимедовой силы.

При отсечке подачи газа к соплу

3 клапан 6 впуска закрывается, а клапан 7 выпуска открывается. Давление в емкости 4 уменьшается и под действием пружин 10 поршни 9 втягиваются в цилиндр 8. Уменьшение объема емкости 4 приводит к понижению уровня жидкости в баке 16. Уровень жидкости в баке воспроизводят до первоначального, для чего в бак подают жидкость по трубопроводу 18.

Регулируемая емкость 4, жестко соединенная с газоподводящим трубопроводом 1 посредством патрубка 5, способна отслеживать все возможные перемещения газоподводящего трубопровода 1, т.е. его колебания. Поскольку емкость 4 погружена в жидкость и снабжена снаружи перфорированными ребрами 12 и пластинами

14, то возможным перемещениям емкости 4 и, следовательно, всей системе устройства препятствуют как сопротивление жидкости, в которую погружена емкость, так и перетекание (дросселирование ) жидкости через отверстия в ребрах 13 и пластинах 14.

Таким образом, энергия колебаний, возбуждаемых течением газа внутри трубопровода и подсасывающим эффектом струи, полностью рассеивается (или сводится до минимума). Необходимую степень демпфирования колебаний устройства устанавливают путем поворота одной из пластин 14 относительно другой, изменяя тем самым эффективную площадь отверстий дросселирования жидкости, а также путем изменения ее вязкости.

Гашение автоколебаний в устройстве обеспечивает получение гладкой кривой самопишущего прибора или устойчивое положение стрелки цифрового прибора, 987424

Формула изобретения ф Ф

ННИИПИ Заказ 10281/27 Тираж 871 Подписное

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород,ул.Проектная,4 что гарантирует по сравнению с известным устройством высокую точность и надежность результатов измерений тяги сопла, а также других параметров < например; давления),ре>гистрируеьых с помощью электрических датчиков.

Устройство для измерения тяги сопла, содержащее консольный газопроводящий трубопровод, связанный с основанием через тенэометрический стакан, и раэгружающий узел, о т л и— ч а ю щ е е с я тем что, с целью повышения точности путем гашения колебаний устройства,.раэгружающий узел выполнен в виде герметичной, с воэможностью изменения объема от .давления, емкости, связанной с трубопроводом клапаном впуска и с атмосферой клапаном выпуска газа, помещенной в жидкость, при этом на наружной поверхности емкости установлены перфорированные ребра и пласты ю ны. источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Аэромеханика и газовая динамика. N., "Наука", 1976, с. 72.

15 2. авторское свидетельство СССР

Р 832365, кл. G 01 L 5/13, 06.01.78 (прототип).