RU2793603C1 - Способ статических испытаний керамических обтекателей - Google Patents
Способ статических испытаний керамических обтекателей Download PDFInfo
- Publication number
- RU2793603C1 RU2793603C1 RU2022116462A RU2022116462A RU2793603C1 RU 2793603 C1 RU2793603 C1 RU 2793603C1 RU 2022116462 A RU2022116462 A RU 2022116462A RU 2022116462 A RU2022116462 A RU 2022116462A RU 2793603 C1 RU2793603 C1 RU 2793603C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fairing
- strain gauge
- rod
- deflection
- ceramic
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Изобретение относится к технике наземных испытаний элементов летательных аппаратов, а именно к воспроизведению тепловых и силовых режимов головной части (обтекатель) ракеты в наземных условиях. Способ включает нагрев поверхности обтекателя и приложение к нему силовой нагрузки. В процессе силового и теплового нагружения обтекателя оценивают отклонение носка относительно его торца с помощью промежуточного упругого элемента, выполненного в виде тонкой штанги. Верхний конец штанги упирается во внутреннюю носовую часть обтекателя, а нижний конец жестко соединен с тензоэлементом, который регистрирует механическую деформацию в плоскости прогиба штанги. При этом верхняя часть тензоэлемента снабжена устройством задания диапазона измерения отклонения верхнего конца штанги. Технический результат заключается в возможности контроля отклонения носка в процессе статических и теплопрочностных испытаний на натурных обтекателях. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к технике наземных испытаний элементов летательных аппаратов (далее - ЛА), а именно к воспроизведению тепловых и силовых режимов головной части (обтекатель) ракеты в наземных условиях.
Известно, что слабым местом керамического обтекателя является узел клеевого соединения металлического шпангоута с керамической оболочкой.
При тепловых испытаниях керамическая оболочка может разрушится от силового взаимодействия с металлическим шпангоутом из-за разности температурных коэффициентов линейного расширения (далее - ТКЛР) металла и керамики. Кроме того, обтекатель может разрушиться из-за дефектов, которые могут образоваться в процессе производства обтекателя. Например, при полной механической обработке наружной поверхности керамической оболочки режущим инструментом (алмазными кругами), полученная продольная царапина стеклорезом снижает ее прочность почти в два раза. Это повышает требования к контролю реакции обтекателя в процессе теплового и силового нагружения.
Известны способы статических и теплопрочностных испытаний керамических обтекателей ракет, которые дают возможность оценить прочность конструкции обтекателя (патент РФ № 2571442, МПК G01N25/72, G01M9/04, опубл. 20.12.2015; патент РФ № 2534362, МПК G01M9/04, опубл. 27.11.2014; патент РФ № 2517790, МПК G01M9/04, G01N25/72 опубл. 27.05.2014).
Недостатком перечисленных способов является то, что оценка прочности обтекателя в процессе испытания практически не проводится, поэтому оценка, в основном, осуществляется по двух бальной системе: разрушился в процессе воспроизведения режима испытании или нет. Это связано с отсутствием надежных технических способов оценки реакции конструкции обтекателя в процессе нагружения.
Наиболее близким по технической сущности является способ тепловых испытаний керамических обтекателей ракет, который включает нагрев и приложение силовой нагрузки (патент РФ № 2637176, МПК G01N 3/18, , опубл. 30.11.2017).
Недостатком, так же как и у аналогов, является отсутствие технических средств оценки реакции всей конструкции на тепловое и силовое воздействие.
Техническим результатом заявляемого изобретения является контроль отклонения носка в процессе статических и теплопрочностных испытаний на натурных обтекателях
Указанный технический результат достигается тем, что предложен способ статических испытаний керамических обтекателей, включающий нагрев поверхности обтекателя и приложение к нему силовой нагрузки, отличающийся тем, что в процессе силового и теплового нагружения обтекателя оценивают отклонение носка относительно его торца с помощью промежуточного упругого элемента, выполненного в виде тонкой штанги, верхний конец которой упирается во внутреннюю носовую часть обтекателя, а нижний конец жестко соединен с тензоэлементом, который регистрирует механическую деформацию в плоскости прогиба штанги, причем верхняя часть тензоэлемента снабжена устройством задания диапазона измерения отклонения верхнего конца штанги.
Способ иллюстрирует схема, представленная на фигуре.
На схеме цифрой 1 обозначен тензоэлемент, который монтируется в плоскости торца обтекателя 5 на крестовине 3. В тензоэлемент 1 монтируется упругая штанга 2, таким образом, чтобы при упоре верхнего конца штанги во внутреннюю носовую часть обтекателя 5 нижний конец был жестко связан с тензоэлементом 1 крепежом 4, таким образом, чтобы ось симметрии тензоэлемента 1 совпала с осью испытуемого обтекателя 5, когда поперечная силовая нагрузка на него равна нулю. На фигуре цифрой 6 обозначен металлический шпангоут и клеевое соединение 7 шпангоута 6 с оболочкой обтекателя 5. Когда к испытуемому обтекателю 5 прилагается силовая нагрузка, место касания верхнего конца штанги 2 к стенке обтекателя 5 перемещается. В этом случае на выходе тензометра 1 появляется сигнал D,
пропорциональный отклонению верхнего конца штанги 2.
В действительности зависимость уровня сигнала D на выходе тензоэлемента 1 от отклонения верхнего конца упругого стержня вытекает из системы зависимостей:
где , - коэффициенты пропорциональности; - величина силы, с которой стенка керамической оболочки в зоне носка давит на верхний конец упругой штанги 2.
Из (1) и (2) находим, что уровень сигнала D на выходе тензоэлемента прямо пропорционален величине отклонения верхнего конца упругой штанги при упоре в стенку обтекателя вблизи его носка(см. рисунок 1) т.е.
Результаты исследований на натурных обтекателях различного назначения подтверждают возможность применения предложенного способа для контроля отклонения носка в процессе статических и теплопрочностных испытаний.
Способ экспериментально отработан и применяется при контроле реакции натурных керамических обтекателей в процессе наземных статических испытаний.
Claims (4)
1. Способ статических испытаний керамических обтекателей, включающий нагрев поверхности обтекателя и приложение к нему силовой нагрузки, отличающийся тем, что в процессе силового и теплового нагружения обтекателя оценивают отклонение носка относительно его торца с помощью промежуточного упругого элемента, выполненного в виде тонкой штанги, верхний конец которой упирается во внутреннюю носовую часть обтекателя, а нижний конец жестко соединен с тензоэлементом, который регистрирует механическую деформацию в плоскости прогиба штанги, причем верхняя часть тензоэлемента снабжена устройством задания диапазона измерения отклонения верхнего конца штанги.
2. Способ статических испытаний керамических обтекателей по п.1, отличающийся тем, что тензоэлемент может быть снабжен системой водяного или воздушного охлаждения.
3. Способ статических испытаний керамических обтекателей по п.1, отличающийся тем, что тензоэлемент может быть помещен в теплоизолирующую камеру.
4. Способ статических испытаний керамических обтекателей по п.1, отличающийся тем, что тензоэлемент может быть снабжен стеклопластиковым корпусом для защиты от механических повреждений.
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2793603C1 true RU2793603C1 (ru) | 2023-04-04 |
Family
ID=
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU267982A1 (ru) * | ||||
US5942682A (en) * | 1998-02-02 | 1999-08-24 | Northrop Grumman Corporation | Apparatus to simulate aerodynamic cooling and heating effects on aircraft/missile equipment |
RU2517790C1 (ru) * | 2012-12-18 | 2014-05-27 | Открытое акционерное общество "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" | Способ теплового нагружения обтекателей ракет из неметаллических материалов |
RU2571442C1 (ru) * | 2015-01-12 | 2015-12-20 | Акционерное общество "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" им. А.Г. Ромашина" | Способ тепловых испытаний обтекателей ракет из неметаллических материалов |
RU2637176C1 (ru) * | 2017-02-27 | 2017-11-30 | Акционерное общество "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" им. А.Г. Ромашина" | Способ испытания обтекателей ракет из неметаллических материалов |
CN207703623U (zh) * | 2018-01-04 | 2018-08-07 | 娄底市海天特种陶瓷有限公司 | 陶瓷-金属封接抗拉强度测试用夹具 |
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU267982A1 (ru) * | ||||
US5942682A (en) * | 1998-02-02 | 1999-08-24 | Northrop Grumman Corporation | Apparatus to simulate aerodynamic cooling and heating effects on aircraft/missile equipment |
RU2517790C1 (ru) * | 2012-12-18 | 2014-05-27 | Открытое акционерное общество "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" | Способ теплового нагружения обтекателей ракет из неметаллических материалов |
RU2571442C1 (ru) * | 2015-01-12 | 2015-12-20 | Акционерное общество "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" им. А.Г. Ромашина" | Способ тепловых испытаний обтекателей ракет из неметаллических материалов |
RU2637176C1 (ru) * | 2017-02-27 | 2017-11-30 | Акционерное общество "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" им. А.Г. Ромашина" | Способ испытания обтекателей ракет из неметаллических материалов |
CN207703623U (zh) * | 2018-01-04 | 2018-08-07 | 娄底市海天特种陶瓷有限公司 | 陶瓷-金属封接抗拉强度测试用夹具 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN108318238A (zh) | 一种发动机叶片的疲劳试验*** | |
EP2677297B1 (en) | Method for ultrasonic fatigue testing at high temperature | |
CN113587992B (zh) | 固体材料预紧力和温度的超声波双波测量方法、用途及设备 | |
Liu et al. | Measurement of fastening force using dry-coupled ultrasonic waves | |
RU2531052C1 (ru) | Способ тепловых испытаний керамических обтекателей ракет | |
RU2793603C1 (ru) | Способ статических испытаний керамических обтекателей | |
RU2466371C2 (ru) | Способ контроля узла соединения керамического обтекателя | |
RU2766963C1 (ru) | Измеритель тяги камеры сгорания прямоточного воздушно-реактивного двигателя, действующий в условиях присоединенного воздухопровода | |
Solana et al. | Fatigue initiation in adhesively-bonded single-lap joints | |
KR101519594B1 (ko) | 초음파 적외선 최적 방열 검출 캘리브레이션 시험편 유닛, 그 시험편 유닛을 이용한 교정방법, 그 시험편 유닛을 이용한 열화상 비파괴 검사 시스템 및 검출방법 | |
RU2584439C1 (ru) | Способ контроля узла соединения керамического обтекателя | |
Montanini et al. | Simultaneous measurement of temperature and strain in glass fiber/epoxy composites by embedded fiber optic sensors: II. Post-cure testing | |
US3397572A (en) | Device for measuring stressstrain curve | |
Yari et al. | Aircraft structural health monitoring using on-board BOCDA system | |
Brown et al. | A biaxial fatigue machine for elevated temperature testing | |
Bin et al. | Effect of temperature on solid ultrasonic propagation using finite element method and experiments | |
Pitt et al. | Compliance measurements for assessing structural integrity | |
JP3344126B2 (ja) | 高温硬度計 | |
RU2649245C1 (ru) | Способ тепловых испытаний металлических шпангоутов керамических обтекателей | |
Tretout et al. | Review of advanced NDT methods for composites aerospace structures | |
RU2315962C2 (ru) | Устройство для определения внутренних напряжений и трещиностойкости материалов | |
SU1409924A1 (ru) | Способ контрол строительных материалов | |
Oshkin | Method of thermally stimulated acoustic emission to assess changes in the deformed state of rocks under quasi-static loading | |
SU879452A1 (ru) | Способ неразрушающего контрол объектов | |
Camden et al. | Using a laser vibrometer for monitoring dynamic strain, modal analysis, and calculating damping |