Экспериментальная отработка космических летательных аппаратов - Афанасьев В.А.
ISBN 5-7035-0318-3
Скачать (прямая ссылка):
Механические перегрузки вызывают деформацию и поломку деталей, ослабление соединений (сварных, резьбовых и заклепочных), отвинчивание винтов и гаек, перемещение механизмов и органов управления, в результате чего изменяется регулировка и настройка приборов и появляются другие неисправности.
Борьба с вредным действием механических перегрузок ведется различными путями: увеличением прочности конструкции, использованием деталей и элементов с повышенной механической прочностью, при-, менением амортизаторов и специальной упаковки, рациональным размещением приборов. Меры защиты от вредного воздействия механических перегрузок делят на две группы: 1) меры, направленные на обеспечение требуемой механической прочности и жесткости конструкции; 2) меры, направленные на изоляцию элементов конструкции от механических воздействий. В последнем случае применяют различные амортизирующие средства, изолирующие прокладки, компенсаторы * демпферы.
122
Общая задача испытаний ЛА на воздействие ударных нагрузок состоят в проверке способности ЛА и всех его элементов выполнять свои функции в процессе ударного воздействия и после него, т.е. сохранять свои технические параметры при ударном воздействии и после него в пределах, указанных в нормативно-технических документах.
Основные требования при ударных испытаниях в лабораторных условиях — максимальная приближенность результата испытательного удара на объект к эффекту реального удара в натурных условиях эксплуатации и воспроизводимость ударного воздействия.
При воспроизведении в лабораторных условиях режимов ударного нагружения накладывают ограничения на0форму импульса мгновенного ускорения как функции времени (рис. 2.50), а также на допустимые пределы отклонений формы импульса. Практически каждый ударный импульс на лабораторном стенде сопровождается пульсацией, являющейся следствием резонансных явлений в ударных установках и вспомогательном оборудовании. Так как спектр ударного импульса в основном является характеристикой разрушающего действия удара, то наложенная даже небольшая пульсация может сделать результаты измерений недостоверными.
в
Рис. 2.50. Формы импульсов при испытаниях на удар: а - прямоугольная; б - пилообразная; в - полусинусоидальная
Испытательные установки, имитирующие отдельные удары с последующими колебаниями, составляют специальный класс оборудования для механических испытаний. Ударные стенды можно классифицировать по различным признакам (рис. 2.51):
I — по принципу формирования ударного импульса;
II — по характеру испытаний;
III — по виду воспроизводимого ударного нагружения;
IV — по принципу действия;
V — по источнику энергии.
123
Ударные стенды
III
IV
Принцип торможения
Принцип разгона
Для испытания на прочность
Для воспроизведения заданного ударного нагружеиия
Для проведення модельных испытаний
Для воспроизведения одиночных ударных импульсов
Для воспроизведения многократных ударных импульсов
Для воспроизведения сложных видов ударного нагружения
Механические*
I
Использующие силы земного тяготения
Электромеханические
1
Использующие энергию пороховых или других ускорителей
Электродинамические
Использующие энергию от электродинамических сил
Для определения частотных характеристик
Для воспроизведения специфических условий соударения
Пневматические
Гидромеханические
Комбинированные
Рис. 2.51. Классификация ударных стендов
В общем виде схема ударного стенда состоит из следующих элементов (Рис- 2.52): испытуемого объекта, укрепленного на платформе или контейнере вместе с датчиком ударной перегрузки; средства разгона для сообщения объекту необходимой скорости; тормозного устройства; системы управления; регистрирующей аппаратуры для записей исследуемых ПараметР0В объекта и закона изменения ударной перегрузки; первичных преобразователей; вспомогательных приборов для регулировки режимов функционирования испытуемого объекта; источников питания, необходимых для работы испытуемого объекта и регистрирующей аппаратуры.
Среаства разгона
Система управления
О
а
Тормозное
Испытуемый объект
Источники Первичные
питания преобразователя
Регистрирующая аппаратура
Всгкяаогатехыше приборы и устройства
Рис. 2.52 Структурная схема ударного стенда
Простейшим стендом для ударных испытаний в лабораторных условиях является стенд, работающий по принципу сбрасывания закрепленного на каретке испытуемого объекта с некоторой высоты, т.е. использующий для разгона силы земного тяготения. При этом форма ударного импульса определяется материалом и формой соударяющихся поверхностей. На таких стендах можно обеспечить ускорение до 80000 м/с2. На рис. 2.53,а и б приведены принципиально возможные схемы таких стендов.
В первом варианте (рис. 2.53, а) специальный кулачок 3 с храповым зубом приводится во вращение мотором. По достижении кулачком максимальной высоты Н стол 1 с объектом испытания 2 падает на тормозные устройства 4, которые и сообщают ему удар. Ударная перегрузка зависит от высоты падения Н9 жесткости тормозящих элементов к, суммарной массы стола и объекта испытания М и определяется следующей зависимостью:
