CS258885B1 - Zapojení řídící soustavy pro vyhodnocení a záznam tlakového rozložení na modelu letadla při zkouškách v aerodynamickém tunelu - Google Patents

Abstract

Navrhované řešení se týká zapojení řídící soustavy pro vyhodnocení a záznam tlakového rozložení na modelu letadla při zkouškách v aerodynamickém tunelu,, napojeného na tlakový přepínač s krokovým motorkem. Podstata řešení spočívá v tom, že výstupní signál pro zajištění jednotlivých funkcí tlakového přepínače je generován číslicovými logickými obvody, Pryní a druhý bistabilní klopný obvod zajištuje jednak výchozí polohu, okamžik startu respektive stopu a jednak jednocyklový nebo cyklický provoz, které jsou určeny prostřednictvím nastavitelných přepínačů polohy a počtu cyklů, jež jsou napojeny na odpoví- · dající čítače a příslušné dekodéry, jejichž výstupy prostřednictvím hradlovábího a následného monostabilijího obvodu ureují požadovanou činnost. Řídící signál pro tlakový přepínač je odvozen z nastavitelného zdroje pulsů, který je následujícími,čítači upraven do.tvaru vhodného pro dekódování a dále pak pro výkonové zesílení, které' je požadováno použitým krokovým motorkem, ovládajícím tlakový přepínač.

Description

Vynález se týká zapojení řídicí soustavy pro vyhodnocení . a záznam tlakového rozložení na modelu letadla při zkouškách v aerodynamickém tunelu napojeného na tlakový přepínáš s krokovým motorkem.

Zvyšování spolehlivosti a bezpečnosti provozu vyvíjených letadel klade stále vyšší požadavky na zkušebnictví a na měřicí a regulační techniku. Tyto požadavky mají stoupající složi- , tost a technickou náročnost, která je vyvolána vývojem nových, konkurence schopných letadel. Těžiště zkušebnictví se přesouvá na číslicovou měřicí techniku, která je schopna zajistit požadavky na přesnost a rychlost měřících úloh a umožňuje jednoduchou návaznost na počítačové systémy.

Zjišťování tlakového rozložení na zkoumaném modelu letadla je jednou ze základních úloh, uskutečňovaných v aerodynamickém tunelu. Tlaková měření jsou doposud realizovaná pomocí mnohonásobného trubicového manometru a fotografováním tlakového rozložení v těchto trubicích. Následuje vyvolání fotografických snímků, odečítání hodnot tlaků na promítnutém obrazu následným děrováním odečtených údajů. Informace o tlakovém rozložení na modelu je k dispozici se značným časovým zpožděním a je navíc velmi nepřesná. Svazek gumových trubic, vystupujících z modelu^ovlivňuje obtékání modePu, což způsobuje.zkreslení skutečného rozložení měřených tlaků.

Částečné zlepšení se dosahuje použitím tlakového elektromagnetického přepínače, který však svými rozměry neumožňuje zabudování do modelu. V případech, kdy je možné jeho využití, je ustálení pneumatického signálu vzhledem k rozměrům přepínače velmi pomalé, oož určuje rychlost vzorkování, která je nepoužitelná na modelech letounů.

V současné době se používá nově vyvinutý tlakový přepínač, který má podstatně menší rozměry, což umožňuje podstatně vyšší rychlost vzorkování. Tlakový přepínač je ovládán krokovým motorkem, jehož jednotlivé fáze jsou spínány prostřednictvím relátek, která jsou řízena ručním třípaketovým voličem. Po sepnutí určitého tlaku je nutné uskutečnit změření prostřednictvím tlakového snímače, jehož signál je vyhodnocen číslicovým voltmetrem a uskutečnit záznam změřené hodnoty na záznamové zařízení. Uvedená činnost je realizována obsluhou, což přináší řadu chybných vyhodnocení, jelikož se přenáší tisíce přepnutí. Z uvedeného vyplývá i malá rychlost vyhodnocení jedné polohy a tím značně dlouhá doba pro změření tlakových rčřzložení na modelu pří určitých podmínkách.

Uvedené nevýhody odstraňuje zapojení řídící soustavy pro vyhodnocení a záznam tlakového rozložení na modelu při zkouškách v aerodynamickém tunelu napojené na tlakový přepínač s krokovým motorkem podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že první, druhý a třetí výstup krokového motorku je připojen jednak na první, druhý a třetí vstup prvního bistabilního klopného obvodu a jednak na první, druhý a třetí vstup druhého bistabilního klopného obvodu, přičemž mezi první výstup krokového motorku a první vstupy prvního a druhého bistabilního obvodu je zapojen spínač a mezi třetí výstup krokového motorku a třetí vstupy prvního a druhého bistabilního obvodu je zapojen spínač, zatímco výstup druhého bistabilního obvodu je připojen na první vstup prvního hradlovacího obvodu, na jehož druhý a třetí vstup je připojen první a druhý výstup nastavitelného zdroje pulsů a jehož výstup je připojen na první vstup prvního čítače, jehož první výstup je připojen jednak na vstup druhého monostabilniho klopného obvodu připojeného přes spínač na čtvrtý vstup druhého bistabilního klopného obvodu, jednak na první vstup třetího čítače a jednak na první vstup druhého čítače, přičemž druhý výstup prvého čítače je připojen jednak na výstup soustavy k periferiím a jednak na třetí vstup druhého hradlovacího obvodu, na jehož první vstup je připojen přes první dekodér výstup druhého čítače a jehož výstup je připojen přes optoelektronický oddělovač na výkonový zesilovač, jehož výstup je připojen na výstup soustavy ke krokovému motorku, zatímco výstup prvního bistabilního klopného obvodu je připojen na druhé vstupy hradlovacího obvodu, prvního čítače, druhého čítače, třetího čítače a čtvrtého čítače, na jehož první vstup je připojen první výstup třetího čítače a jehož výstup je připojen jednak na druhý datový výstup soustavy a jednak na třetí dekodér, který je připojen přes přepínač cyklů na první vstup třetího hradlovacího obvodu, přičemž druhý výstup třetího čítače je připojen jednak na první datový výstup soustavy a jednak na druhý dekodér, který je připojen přes pře258885

- 3 pínač polohy na druhý vstup hradlovaoího obvodu, jehož výstup je připojen přes první monostabilní klopný obvod na pátý vstup bistabilního klopného obvodu.

Výhodou navrženého zapojení je vyhodnocení tlakového rozložení přímo uvnitř měřeného modelu. Vhodným zařazením několika tlakových přepínačů s pneumatioko-elektrickým převodníkem lze jednoduše rozšířit, celkový počet přepínaných míst. Zapojení dále umožňuje přímé řízení různých záznamových a vyhodnocovacích zařízení a jednoduchým způsobem volit' různé druhy provozu.

Příklad zapojení podle vynálezu je znázorněn schematicky na připojeném výkrese.

První, druhý a třetí výstup krokového motorku (na výkrese není znázorněn) je připojen jednak na první, druhý a třetí vstup prvního bistabilního klopného obvodu £ a jednak na první, druhý a třetí vstup druhého bistabilního klopného obvodu 6. Za prvním výstupem krokového motorku je zařazen spínač 1 START, za třetím výstupem krokového motorku je zařazen spínač 2 STOP. Výstup druhého bistabilního obvodu 6 je připojen na první vstup prvního hradlovaoího obvodu 10, na jehož druhý a třetí vstup je připojen první a druhý výstup nastavitelného zdroje pulsů 2* Výstup prvního hradlovaoího obvodu 10 je připojen na první vstup prvního čítače 13. jehož první výstup je připojen jednak na vstup druhého monostabilního klopného obvodu 12. připojeného přes spínač 4 MANUA1 na čtvrtý vstup druhého bistabilního klopného obvodu. 6, jednak na první vsřup třetího čítače 17 a jednak na první vstup druhého čítače 14. Druhý výstup prvního čítače 13 je připojen jednak na výstup 28 soustavy k perifefiím a jednak na třetí vstup druhého hradlovaoího obvodu 19. na jehož první vstup je připojen přes první dekodér 18 výstup druhého čítače 14. Výstup druhého hradlovaoího obvodu 19 je připojen přes optoelektronický oddělovač 23 na výkonový zesilovač 24. jehož výstup je připojen na výstup 27 soustavy ke krokovému motorku. Výstup prvního bistabilního klopného obvodu £ je připojen na druhé vstupy hradlovaoího obvodu 12, prvního čítače 13. druhého čítače 14. třetího Čítače 17 a čtvrtého čítače 22. Na první vstup čtvrtého čítače 22 je připojen první výstup třetího čítače 17 a jeho výstup je připojen. jednak na druhý datový výstup 26 á jednak na třetí dekodér

- 4 21, který je připojen přes přepínač cyklů 20 na první vstup třetího hradlovaoího obvodu 11. Druhý výstup třetího čítače 17 je připojen jednak na první datový výstup 25 soustavy a jednak na druhý dekodér 16, který je připojen přes přepínač polohy 15 na druhý vstup hradlovaoího obvodu 11. Výstup hradlovadího obvodu 11 je připojen přes první monostabilní klopný obvod J na pátý vstup bistabilního klopného obvodu 6.

Vzhledem k požadované činnosti řídicí soustavy je řízení rozděleno do tří samostatných funkcíkteré spočívají jednak v rychlém přeběhu tlakového přepínače do tak zvané výchozí polohy, jednak v manuálním provozu, ve kterém posun, respektive krok na další polohu tlakového přepínače se uskutečňuje opětovným startem a jednak v cyklickém provozu, ve kterém tlakový přepínač je z výchozí polohy automaticky s nastavitelnou rychlostí přesouván do polohy nastavené na číslicových přepínačích. Přitom řídicí soustava ovládá spouštění vyhodnocovaného zařízení a následovně řídí zápis změřených dat na libovolné záznamové zařízení.

Uvedené činnosti (jednotlivé fáze) jsou realizovány spínačem 1 START, spínačem 3 STOP, spínačem 4 MANUAL a spínačem 8 pro rychlý přeběh, které j-ednak řídí první bistabilní klopný obvod J a druhý bistabilní klopný obvod 6 a jednak na jeden vstup prvního hradlovaoího obvodu 10 přinášejí z nastavitelného zdroje pulsů 2 maximálně možnou funkci, kterou je krokový motor tlakového přepínače schopen zpracovat. Výchozí poloha je stanovena sepnutím spínače 8 pro rychlý přeběh, což přivede z jednoho výstupu nastavitelného zdroje pulsů 2 signál na jeden vstup prvního hradlovaoího obvodu 10 a stisknutím spínače 1 START, což způsobí jednak překlopení prvního bistabilního klopného obvodu J, jehož výstup uvolní nulovací vstup prvního čítače 13. druhého čítače 14, třetího čítače 12, čtvrtého čítače 22 a odblokuje druhý hradlovací obvod 19 a jednak překlopení druhého bistabilniho klopného obvodu 6, jehož výstup uvolní první hradlovací obvod 10. Tím se na výstupu prvního hradlovaoího obvodu 10 objeví posouvací pulsy, které jsou přivedeny na vstup prvního Čítače 13. který uskutečňuje jejich dělení. Takto frekvenčně upravené posouvací pulsy jsou z výstupu prvního čítače 13 přivedeny na vstup druhého čítače 14. který v závislosti na zapojení krokového motorku je zapojen jako dělič tří nebo šesti, přičemž

- 5 jeho výstup je přiveden na vstup prvního dekodéru 18, jenž de-, kóduje okamžité stavy čítače a tím zajišluje postupné spínání jednotlivých fází krokového motorku. Na výkrese je znázorněno propojení pro ovládání jedné fáze, což je zajištěno připojením výstupu z prvního dekodéru 18 na druhý vstup druhého hradlovací ho obvodu 12., jehož výstup je přiveden na vstup optoelektronické ho oddělovače 23. který uskutečňuje optické oddělení řídicích elektronických obvodů od výkonových spínačů, napojených na krokový, motorek, přičemž jeho výstup je přiveden na vstup výkonového zesilovače 24. který signál zesílí na úroveň, vyžadovanou připojeným krokovým motorkem na výstup 27 pro ovládání krokového motorku. Uvedeným způsobem jsou postupně spínány jednotlivé fáze krokového motorku, což způsobuje jeho otáčení až do okamžiku, ve kterém sepne jazýčkový kontakt připevněný na motorku, což určuje výchozí polohu, přičemž krokování se děje maximální rychlostí, danou typem připojeného krokového motorku. Jazýčkový kontakt je přiveden na vstup 2 výchozí polohy, jenž je napojen .jednak na vstup prvního bistabilního klopného obvodu 2 a způsobí jeho překlopení, což má za následek nulování prvního čítače 13. druhého Čítače 14. třetího čítače 17. čtvrtého čítače 22 a záblo kování druhého hradlovacího obvodu 19 a jednak na vstup druhého . bistabilního klopného obvodu 6, což rovněž způsobí jeho překlopení, čímž výstup, přivedený na první hradlovací obvod 10 zablokuje posouvací pulsy. Nulování třetího čítače 17 a čtvrtého čítače 22 způsobí, že se na odpovídajícím prvním datovém výstupu a druhém datovém výstupu 26 objeví v BOD kódu nulové hodnoty. Datové výstupy jsou určeny jednak pro zobrazení sepnutého místa tlakového přepínače na zobrazovací jednotce a jednak pro záznam do různých periferních zařízení (děrovač, tiskárna a pod.).

Při cyklickém provozu se rozpojí spínačem 8 rychlý přeběh propojení mezi nastavitelným zdrojem pulsů 2 a prvním hradlovacíra obvodem 10, přičemž jejich propojení je zajištěno propojením druhého výstupu a vstupu. Posouvací pulsy procházejí po sepnutí spínače 1 START, čímž se uvolní výše popisovaným způsobem první hradlovací obvod 10 na vstupy jednotlivých čítačů a po «pracování na výstup 27 pro ovládání krokového motorku. Poloha krokového motorku je vyhodnocována třetím čítačem 17 a počet cyklů, respektive otáček čtvrtým čítačem 22. Jejich ,

- 6 výstupy jsou přivedeny jednak na odpovídající první datový výstup.25 a druhý datový výstup 26. určené pro zobrazení na připojitelných zobrazovacích jednotkách a pro záznam do tiskárny, děrovače a pod. a jednak na odpovídající vstupy druhého dekodéru 16 a třetího dokodéru 21. Druhý dekodér 16 je určen pro dekódování stavu třetího čítače 17, přičemž jeho výstupy jsou přivedeny na přepínač polohy 15« kterým se nastavuje poloha, na které se má krokový motor zastavit. Třetí dekodér 21 je určen pro dekódování stavu čtvrtého čítače 22, přičemž jeho výstupy jsou přivedeny na přepínač cyklů 20, kterým se nastavuje počet cyklů, po kterých se v nastavené poloze krokový motorek zastaví. Uvedené činnost je zajištěna připojením běžců přepínače polohy 15 a přepínače cyklů 20 na vstupy třetího hradlovacího obvodu 11« který jakmile se současně objeví signál na obou vstupech, dává svým výstupem, připojeným na vstup prvního monostabilního klopného obvodu 2 povel pro generování stopovacího pulsu, který se objeví na jeho výstupu, jenž je připojen na jeden vstup druhého bistabilního klopného obvodu 6. Překlopení druhého bistabilního klopného obvodu 6 způsobí zablokování prvního hradlovacího obvodu 10, který zamezí průchodu posouvacích pulsů z nastavitelného zdroje pulsů £, což zajistí, že čítače se zastaví a na připojitelných zobrazovacích displejích se objeví údaj odpovídající nastavené poloze přepínačem polohy 15 a nastavením počtu cyklů přepínačem cyklů 20. V každé poloze tlakového přepínače dochází ke změření působícího tlaku a následném záznamu do připojitelných záznamových zařízení k výstupu 28 pro řízení periferií, jenž je připojen na výstup prvního čítače il· • Nastavením nové polohy na přepínači polohy 15 a počtu cyklů na přepínači cyklů 20, novým startem, který se uskuteční sepnutím spínače 1 START se výše popisovaný postup činnosti opakuje. Při ručním ovládání posuvu krokového motorku tlakového přepínače je postup činnosti jednotlivých obvodů shodný s výše popisovaným s tím rozdílem, že při každém posunu prvního čítače 13 je na připojeném výstupu druhého monostabilního klopného obvodu 12 generován puls, který je přes sepnutí spínač £ MANUÁL přiveden na jeden vstup druhého bistabilního klopného obvodu 6, Uvedený puls způsobí jeho překlopení, což způsobí hradlování •258885

- 7 posouvacích pulsů připojených, vstupem prvního hradlovacího obvodu 10» Další posuv o jedno místo vyžaduje opětovná sepnutí spínače 1 START, čímž se zajistí překlopení druhého bistabilního klopného obvodu 6, jehož výstup uvolní první hradlovací obvod 10, což způsobí požadovaný posuv.

Zapojení podle vynálezu lze využít pro vyhodnocení a záznam tlakového rozložení na modelu letadel při zkouškách v aerodynamickém tunelu a rovněž všude tam, kde se vyžaduje speciální řízení krokového motoru, který ovládá různá zařízení. Zvláště výhodné je využití tam, kde je požadovaná jednoduchá rozšiřitelnost počtu měřených míst při zachování vysoké spolehlivosti.

Claims (1)

1. Zapojení řídící soustavy pro vyhodnocení a záznam tlakové» ho rozložení na modelu při zkouškách v aerodynamickém tunelu napojené na tlakový přepínač s krokovým motorkem, vyznačené tím, že první, druhý a třetí výstup krokového motorku je připojen jednak na první, druhý a třetí vstup prvního bistabilního klopného obvodu (5) a jednak na první, druhý a třetí vstup druhého bistabilního klopného obvodu (6), přičemž mezi první výstup krokového motorku a první vstupy prvního a druhého bistabilního obvodu (5, 6) je zapojen spínač (1) a mezi třetí výstup krokového motorku a třetí vstupy prvního a druhého bistabilního obvodu (5, 6) je zapojenfšpinač (3), zatímco výstup druhého bistabilního obvodu (6) je připojen na první vstup prvního hradlovacího obvodu (10), na jehož druhý a třetí vstup je připojen první a druhý výstup nastavitelného zdroje pulsů (7) a jehož výstup je připojen na první vstup prvního čítače (13), jehož první výstup je připojen jednak na vstup druhého monostabilniho klopného obvodu (12) připojeného přes spínač (4) na čtvrtý vstup druhého bistabilního klopného obvodu (6), jednak na první vstup třetího Čítače (17) a jednak na první vstup druhého čítače (14), přičemž druhý výstup prvého čítače (13) je připojen jednak na výstup (28) soustavy k periferiím a jednak na třetí vstup druhého hradlovacího obvodu (19), na jehož první vstup je připojen přes první dekodér (18) výstup druhého čítače (14) a jehož výstup je připojen přes optoelektronický oddělovač (23) na výkonový zesilovač (24), jehož výstup je připojen na výstup (27) soustavy ke krokovému motorku, zatímco výstup prvního bistabilního 258885 klopného obvodu (5) je připojen ne. druhé vstupy hradlovacího obvodu (19), prvního čítače (13), druhého čítače (14), třetího čítače (17) a čtvrtého čítače (22), na jehož první vstup je připojen první výstup třetího čítače (17) a jehož výstup je připojen jednak na druhý datový výstup (26) soustavy a jednak na třetí dekodér (21), který je připojen přes přepínač cyklů (20) na první vstup třetího hradlovacího obvodu (11), přičemž druhý výstup třetího čítače (17) j.s připojen jednak na první datový výstup (25) soustavy a jednak na druhý dekodér (16), který je připojen přes přepínač polohy (15) na druhý vstup hradlovacího obvodu (11), jehož výstup je připojen . přes první monostabilní klopný obvod (9) na pátý vstup bistabilního klopného obvodu (6).