Патент на изобретение №2335748

(54) СПОСОБ ИСПЫТАНИЙ НА ВЫСОКОИНТЕНСИВНЫЕ УДАРНЫЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ ПРИБОРОВ И ОБОРУДОВАНИЯ

(57) Реферат:

Изобретение относится к методам испытаний на ударные воздействия и может быть использовано при испытаниях на высокоинтенсивные ударные воздействия различных приборов и оборудования. Способ заключается в ударном нагружении объекта испытаний пиротехническими устройствами с заранее заданными ударными спектрами ускорений с последующей регистрацией ускорений в контрольных точках. Первоначально подрыв пиротехнических устройств производят в непосредственной близости от точек их крепления, при этом передача ударного воздействия на объект испытаний происходит только через воздушную среду. Затем выполняют регистрацию ускорений, создаваемых воздушными ударными волнами, и получают в контрольных точках ударные спектры ускорений от воздушных ударных волн. Далее к объекту испытаний присоединяют пиротехническое устройство и проводят ударное нагружение, после чего получают в контрольных точках ударные спектры ускорений от суммарного воздействия волн деформаций и воздушных ударных волн. После этого из ударных спектров ускорений суммарного воздействия исключают ударные спектры от воздушных ударных волн и делают заключение о величине ударного спектра ускорений от волн деформаций, распространяемых по объекту испытаний. Технический результат заключается в возможности получения объективной оценки нагружения объекта испытания, повышении качества проведения испытаний и последующего анализа результатов измерений. 7 ил.

Данное изобретение относится к методам испытаний на ударные воздействия и может быть использовано при испытаниях на высокоинтенсивные ударные воздействия различных приборов и оборудования.

Существует достаточно много способов испытаний на ударные воздействия, с помощью вибрационных электродинамических стендов, стендов с падающими столами и т.д. В настоящее время наибольшее применение находят методы испытаний по ударному спектру ускорений, когда не важно само воздействие, а важна реакция, которую это воздействие вызывает в конструкции (кн.2 «Испытательная техника», кн.1, М.: Машиностроение, 1982 г., стр. 334-335).

Наиболее близким является способ испытаний согласно патенту РФ №2262679. Способ испытаний на ударные воздействия высокой интенсивности приборов и оборудования по методу ударных спектров, который заключается в ударном нагружении систем пиротехническими устройствами с заранее заданным ударным спектром ускорений и расстоянием от пиротехнического устройства до испытываемых приборов и оборудования. Зарегистрированный ударный спектр ускорений от одного пиротехнического устройства не меньше требуемого, а затем проводится корректировкой количества и мест установки пиротехнических устройств – принятый в качестве прототипа.

К недостаткам этого способа нужно отнести то, что при использовании разрывных пиротехнических устройств (например, разрывных болтов) не контролируются воздействия от ударных волн, передающихся через воздух, тогда как в реальных условиях подрыв пиротехнических устройств происходит либо на сверхзвуковых скоростях ракет, или же за пределами атмосферы. Следует также отметить, что некоторые акселерометры имеют достаточно высокую чувствительность к воздействиям на их корпус. Т.е. акселерометры, расположенные близко от источника ударного воздействия, могут выдавать ложный сигнал.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является устранение указанных недостатков, что позволит более качественно проводить испытания на ударные воздействия высокой интенсивности.

Решение этой задачи достигается тем, что сначала подрыв пиротехнических устройств производят в непосредственной близости от точек их крепления, при этом передача ударного воздействия на объект испытаний происходит только через воздушную среду, и выполняют регистрацию ускорений, создаваемых воздушными ударными волнами, получают в контрольных точках ударные спектры ускорений от воздушных ударных волн, далее к объекту испытаний присоединяют пиротехническое устройство и проводят ударное нагружение, после чего получают в контрольных точках ударные спектры ускорений от суммарного воздействия волн деформаций и воздушных ударных волн, далее из ударных спектров ускорений суммарного воздействия исключают ударные спектры от воздушных ударных волн и делают заключение о величине ударного спектра ускорений от волн деформаций, распространяемых по объекту испытаний.

Суть заявленного решения поясняется чертежами, где на фиг.1 показана общая схема для проведения ударных испытаний, на фиг.2 – сечение области крепления пиротехнического устройства, на фиг.3 показана схема испытаний, позволяющая проводить ударное нагружение объекта испытаний только через воздух, на фиг.4 – сечение в области крепления пироустройства к технологической тележке, на фиг.5 – суммарный УСУ от совместного воздействия волн, на фиг.6 – УСУ от воздушной ударной волны, а на фиг.7 из суммарного УСУ были исключены составляющие УСУ от воздушной ударной волны. Стенд для проведения ударных испытаний состоит из разрывного болта 1, амортизационного стержня 2, антенны с набором радиотехнических блоков 3, шнуров 4, на которых вывешивается сотовая панель 5, датчиков контроля (акселерометров) 6, переходника 7, закладной 8, вкладышей под разрывной болт 9, технологической тележки 10. По этой схеме проводятся типовые ударные испытания.

На фиг.3-4 амортизационные стержни 2 с разрывными болтами 1 и переходниками 7, вкладышами 9 отсоединяются от сотовой панели (от закладной 8) и устанавливаются на технологической тележке 10 с минимальным зазором (˜30 мм). Места установки разрывных болтов находятся под точками их крепления на сотовой панели.

Суть заявленного решения может быть пояснена следующим образом. При проведении ударных испытаний с использованием разделяющихся пиротехнических устройств, когда объект испытаний подвергается помимо воздействия волны деформаций еще и ударным воздействиям, передаваемым через воздух, необходимо эту составляющую учитывать. Обеспечивая при проведении ударных испытаний зазор между пиротехническим устройством и объектом испытаний, исключают передачу волны деформаций на объект испытаний. Понятно, что это должен быть минимально возможный зазор, иначе необходимо будет учитывать скорость распространения ударной волны в воздухе, ее рассеяние (уменьшение давления) и т.д. Все зарегистрированные составляющие будут определяться только ударными нагрузками, передаваемыми через воздух. Акселерометры зарегистрируют ускорения и по ним строятся ударные спектры ускорений (УСУ). В этом случае даже ложный сигнал, выданный акселерометром, может быть в дальнейшем учтен при формировании режимов нагружения. Затем производится штатное закрепление пиротехнического устройства и его срабатывание. Очевидно, что такой сигнал, зарегистрированный акселерометрами, содержит в себе как составляющие от волны деформации, так и от ударной волны, передаваемой через воздух, а также искажения в показаниях, вызванные воздушной ударной волной при ее воздействии на корпуса акселерометров. Соответственно, и УСУ от такого воздействия содержат все эти составляющие. Далее из суммарного УСУ вычитаются УСУ от воздушной ударной волны. Сложение/вычитание УСУ не является обычной процедурой в силу нелинейности УСУ, но эта технология относится к «ноу-хау» изобретения и в данной заявке не рассматривается.

Исключение ударных составляющих, обусловленных воздушной ударной волной, позволяет получить объективную оценку нагружения объекта испытания, повысить качество проведения испытаний и последующий анализ результатов измерений.

Пример практического исполнения

На фиг.1-4 показана схема испытаний аппаратуры одной из подсистем ретранслятора КА «Экспресс AM». В процессе испытаний (фиг.1, 2) были зарегистрированы уровни ударных воздействий в точках контроля 6 и получены для них УСУ (фиг.5). Затем амортизационные стержни были состыкованы с технологической тележкой в местах их стыковки с сотовой панелью 5 на расстоянии ˜30 мм от панели (фиг.3, 4). Далее было проведено срабатывание разрывных болтов и получены ударные спектры ускорений от воздушной волны в точках контроля 6 (фиг.6). После чего с использованием специального математического обеспечения из суммарного УСУ были исключены составляющие УСУ от воздушной ударной волны. На фиг.7 показан полученный график УСУ с исключенной составляющей от ударной волны.

Как видно из графика, составляющие воздушной ударной волны оказывают заметное влияние на суммарный УСУ в области частот до 1000 Гц.

Из известных авторам источников информации и патентных материалов не известна совокупность признаков, сходных с совокупностью признаков заявленных объектов.

Формула изобретения

Способ испытаний на ударные воздействия высокой интенсивности приборов и оборудования по методу ударных спектров, заключающийся в ударном нагружении объекта испытаний пиротехническими устройствами с заранее заданными ударными спектрами ускорений, и регистрации ускорений в контрольных точках, отличающийся тем, что сначала подрыв пиротехнических устройств производят в непосредственной близости от точек их крепления, при этом передача ударного воздействия на объект испытаний происходит только через воздушную среду, и выполняют регистрацию ускорений, создаваемых воздушными ударными волнами, получают в контрольных точках ударные спектры ускорений от воздушных ударных волн, далее к объекту испытаний присоединяют пиротехническое устройство и проводят ударное нагружение, после чего получают в контрольных точках ударные спектры ускорений от суммарного воздействия волн деформаций и воздушных ударных волн, далее из ударных спектров ускорений суммарного воздействия исключают ударные спектры от воздушных ударных волн и делают заключение о величине ударного спектра ускорений от волн деформаций, распространяемых по объекту испытаний.

РИСУНКИ