RU2377524C1 - Способ испытаний аппаратуры на механические воздействия - Google Patents
Способ испытаний аппаратуры на механические воздействия Download PDFInfo
- Publication number
- RU2377524C1 RU2377524C1 RU2008121794/28A RU2008121794A RU2377524C1 RU 2377524 C1 RU2377524 C1 RU 2377524C1 RU 2008121794/28 A RU2008121794/28 A RU 2008121794/28A RU 2008121794 A RU2008121794 A RU 2008121794A RU 2377524 C1 RU2377524 C1 RU 2377524C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- equipment
- testing
- tests
- shock
- linear
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
- Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области испытаний аппаратуры на механические воздействия и может быть использовано при отработочных и приемных испытаниях аппаратуры для авиационной, ракетной и космической техники. Способ заключается в том, что одновременно с испытаниями аппаратуры на воздействие линейных нагрузок проводят ударное нагружение аппаратуры вдоль оси приложения линейных нагрузок, а сами ударные испытания проводят по методу ударных спектров ускорений срабатыванием пиротехнических устройств. При этом требуемый ударный спектр ускорений от пиротехнических устройств формируют при их автономных испытаниях на ударных стендах с учетом передаточных функций оснастки для линейных испытаний. Технический результат заключается в упрощении процесса испытаний и более качественном проведении испытаний. 6 ил., 1 табл.
Description
Данное изобретение относится к области испытаний аппаратуры на механические воздействия и может быть использовано при отработочных и приемных испытаниях аппаратуры для авиационной, ракетной и космической техники.
Линейные (квазистатические) и ударные воздействия являются одними из видов механических нагрузок, которым подвергается космический аппарат (КА) ракеты-носители на участке выведения (например, отделение ступеней).
Создание линейных и ударных воздействий при наземной отработке является достаточно сложной проблемой. При этом ударные и линейные нагрузки реализуются последовательно: ударные испытания проводятся, как правило, на специальных импульсных (ударных) стендах, а линейные проводятся на специальных установках (центрифугах) в горизонтальной плоскости радиально направленными ускорениями (Испытательная техника. Справочник в 2-х т. / Под ред. Клюева В.В., т.2. -М.: Машиностроение, 1982, стр.8, 287-288, 422-425) - прототип.
Существующие методики проведения испытаний обладают рядом недостатков. Испытания на линейные и вибрационные нагрузки предполагают последовательное их проведение, т.к. проводятся они на различном оборудовании, что существенно увеличивает время испытаний, а наличие двух типов испытательного оборудования значительно удорожают и сами испытания. В то же время воздействия на КА носит комплексный характер (например, линейные и ударные нагрузки действуют одновременно). Кроме того, испытания проводятся на нормированных режимах, являющихся усредненными по некоторому классу КА (при этом сами нагрузки могут быть и ниже реально существующих на КА).
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является устранение указанных недостатков, что позволит более качественно проводить испытания аппаратуры космических аппаратов на ударные и линейные нагрузки.
Решение этой задачи достигается тем, что одновременно с испытаниями аппаратуры на воздействие линейных нагрузок проводят ударное нагружение аппаратуры вдоль оси приложения линейных нагрузок, а сами ударные испытания проводят по методу ударных спектров ускорений срабатыванием пиротехнических устройств, причем требуемый ударный спектр ускорений от пиротехнических устройств формируют при их автономных испытаниях на ударных стендах с учетом передаточных функций оснастки для линейных испытаний.
Суть заявляемого изобретения поясняется следующим образом.
При старте и на участке выведения конструкция полезной нагрузки (ПН), приборы и оборудование испытывают различные механические воздействия. Большинство из них носит комбинированный характер. Например, для некоторых ракет отделение ступеней происходит в момент действия на полезную нагрузку максимальных линейных ускорений. Разделение ступеней большинства ракет происходит путем разрыва связей с использованием различных пиротехнических устройств (пирозамков, разрывных болтов, детонирующих удлиненных зарядов и т.д.). При этом ПН (например, КА) испытывает большие ударные воздействия, достигающие 3-5 тыс.g в зависимости от типа ракеты. Линейные и ударные воздействия передаются на аппаратуру с учетом динамических характеристик КА и ракеты. Для некоторого оборудования, например для баков с топливом, именно комбинированное воздействие может быть критичным. Давление в топливных баках значительно увеличивается за счет линейного ускорения (которое может достигать 20 g), а подрыв пиротехнических устройств может дополнительно создать в топливе достаточно мощную ударную волну. При этом возможно разрушение клапанов и топливной аппаратуры.
Задание ударных воздействий в настоящее время принято проводить в форме ударных спектров ускорений (УСУ), когда не так важна природа воздействия, как реакция, которую такое воздействие вызывает. Один из типовых режимов ударных воздействий приведен в таблице
Частота, Гц | Амплитуда ударного спектра ускорений, g |
100 | 25 |
1000 | 500 |
4000 | 500 |
Проблема проведения ударных испытаний для аппаратуры КА состоит в создании малогабаритного регулируемого источника высокоинтенсивных ударных воздействий. Эта проблема решается, если для создания необходимого УСУ использовать разрывные болты типа 8×54 вместе с амортизационным стержнем или устройства с пиропатронами (такие устройства имеют большую длительность и меньшую амплитуду ударного воздействия по сравнению с разрывными болтами). Причем испытания по формированию требуемого УСУ лучше всего проводить на специализированных ударных стендах.
Суть изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показан стенд для испытаний на ударные воздействия, который состоит из устройства для ударного нагружения 1, двух волноводов 2. Источником ударного воздействия является разрывной болт 8×54 1. Между источником ударного воздействия 1 и волноводом 2 установлен набор вкладышей 3 с различной акустической податливостью, выполненных в виде стаканов на ножке с резьбой. Набор вкладышей 3 состоит из слоев следующих различных материалов. На фиг.2 более подробно изображен набор вкладышей, сформированный в виде амортизационного стержня. Варьируя материалами вкладышей, типом пиротехнического устройства, формируют необходимый ударный спектр. При необходимости соединения набора вкладышей 3 с объектом ударного воздействия через какие-либо переходные устройства их при автономной отработке устанавливают между крайним вкладышем 4 и волноводом 2. Контроль создаваемого ударного ускорения (и, соответственно, УСУ) выполняется с помощью акселерометра 5.
Т.е. в процессе проведения испытаний на линейные нагрузки можно провести срабатывание пироустройств, которые и создадут требуемый ударный спектр ускорений (с учетом его трансформации при переходе через оснастку для линейных испытаний к местам крепления аппаратуры). Ввиду его небольших размеров пироустройство легко соединить с оснасткой объекта испытаний (аппаратурой). Так как рядом с центрифугой всегда имеется набор типовых источников напряжения, то подрыв пироустройств также не вызывает затруднений. Сами же пиротехнические устройства к линейным воздействиям нечувствительны. Кроме того, ударное воздействие будет выполняться тем же по физической природе источником ударных воздействий, что испытывают ракеты и КА при выведении (и, соответственно, их аппаратура).
Процедура предлагаемого способа проведения испытаний поясняется чертежами фиг.1-6.
На фиг.1, 2 показан типовой стенд для ударных испытаний.
На фиг.3-5 показана центрифуга 6 с оснасткой 7 для крепления испытуемой аппаратуры 8 и противовесом 9. К оснастке 7 крепят амортизационные стержни 10 с разрывными болтами 8×54 1. Контроль величины ударного воздействия (по трем осям) выполняют с помощью акселерометров 11.
На фиг.6 показаны типовые ударные спектры ускорений (требуемый и создаваемый в процессе испытаний)
Пример практического исполнения
Испытания по рассмотренной методике проводились на инженерном макете одного из приборов КА негерметичного исполнения (масса прибора ~12 кг, 6 точек крепления). Испытания на линейные нагрузки проводились на центрифуге С50. На фиг.3 показана центрифуга С506 с оснасткой 7 для крепления испытуемой аппаратуры 8 и противовесом 9. К оснастке 7 крепят амортизационные стержни 10 с разрывными болтами 8X541. Контроль величины ударного воздействия (по трем осям) выполняют с помощью акселерометров 11. Крепление прибора к оснастке выполнено через штатные точки крепления. Стыковку амортизационного стержня 10 с оснасткой 7 выполняют с помощью переходника 12 и болта 13. Переходники выполнены из стали. Так как крепление амортизационных стержней жесткое (фиг.5), то ударное воздействие (УСУ) при переходе через систему "переходник-плиты" приводит к изменению передаточной функции, отмечено только в области частот выше 1000 Гц. Отличия от ранее полученных результатов, когда имитировался аналогичный ударный спектр ускорений (таблица), находились в пределах погрешности измерений и обработки. Установка на площадку центрифуги дополнительной оснастки приводит к существенным изменениям передаточных функций. При проведении испытаний динамического макета прибора после выхода на режим испытаний (уровень 15g) был подорван разрывной болт 1, установленный в амортизационный стержень 10. При подрыве создавался ударный спектр ускорений, приведенный в таблице. Регистрация ускорений в районе установки прибора на оснастке выполнялась с помощью акселерометров АВС052. Достижение необходимого уровня линейных ускорений определялось штатными средствами центрифуги.
Ударные воздействия привели к значительному изменению (увеличению) нагрузки на аппаратуру при линейных воздействиях. На фиг.6 в качестве примера показаны УСУ на одной из лапок крепления прибора (требуемый "а" и зарегистрированный "b"). На графике "а" нет статической составляющей нагрузки, т.к. акселерометры регистрируют только ее динамическую часть.
Таким образом, использование комбинированного метода испытаний (одновременное линейное и ударное воздействие) позволяет более качественно проводить испытания на механические воздействия, и исключить в дальнейшем отказ приборов и оборудования в составе КА.
Claims (1)
- Способ испытаний аппаратуры на механические воздействия, заключающийся в испытании на воздействие линейных нагрузок на заранее заданных режимах с регистрацией уровней нагрузок в контрольных точках аппаратуры, отличающийся тем, что одновременно с испытаниями аппаратуры на воздействие линейных нагрузок проводят ударное нагружение аппаратуры вдоль оси приложения линейных нагрузок, а сами ударные испытания проводят по методу ударных спектров ускорений срабатыванием пиротехнических устройств, причем требуемый ударный спектр ускорений от пиротехнических устройств формируют при их автономных испытаниях на ударных стендах с учетом передаточных функций оснастки для линейных испытаний.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008121794/28A RU2377524C1 (ru) | 2008-05-30 | 2008-05-30 | Способ испытаний аппаратуры на механические воздействия |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008121794/28A RU2377524C1 (ru) | 2008-05-30 | 2008-05-30 | Способ испытаний аппаратуры на механические воздействия |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2377524C1 true RU2377524C1 (ru) | 2009-12-27 |
Family
ID=41643102
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008121794/28A RU2377524C1 (ru) | 2008-05-30 | 2008-05-30 | Способ испытаний аппаратуры на механические воздействия |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2377524C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110174248A (zh) * | 2019-01-29 | 2019-08-27 | 北京机电工程研究所 | 大量级缓冲阻尼器阻尼性能验证方法及用于其的试验工装 |
-
2008
- 2008-05-30 RU RU2008121794/28A patent/RU2377524C1/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Испытательная техника. Справочник в 2-х т. / Под ред. В.В. Клюева, т.2. М.: Машиностроение, 1982, с.8, 287-288, 422-425. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110174248A (zh) * | 2019-01-29 | 2019-08-27 | 北京机电工程研究所 | 大量级缓冲阻尼器阻尼性能验证方法及用于其的试验工装 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2335747C1 (ru) | Комбинированный стенд для испытаний на высокоинтенсивные ударные воздействия | |
CN109211512B (zh) | 一种火工冲击环境模拟装置 | |
Stewart et al. | Experimentally generated high-g shock loads using Hydraulic Blast Simulator | |
RU2377524C1 (ru) | Способ испытаний аппаратуры на механические воздействия | |
RU2299411C1 (ru) | Стендовая установка для имитации застревания ракеты в пусковой трубе | |
Filippi et al. | Pyroshock simulation using the alcatel etca test facility | |
Johnson et al. | Softride vibration and shock isolation systems that protect spacecraft from launch dynamic environments | |
Johnson et al. | Protecting satellites from the dynamics of the launch environment | |
CN204788082U (zh) | 一种导弹级间分离用切割装置 | |
RU2338169C1 (ru) | Способ испытаний на высокоинтенсивные ударные воздействия приборов и оборудования | |
Li et al. | Identification of pyrotechnic shock sources for shear type explosive bolt | |
RU2285892C1 (ru) | Устройство для экспериментальной отработки разделяющихся реактивных снарядов | |
RU2383000C2 (ru) | Способ испытаний космического аппарата на механические воздействия | |
RU2194944C2 (ru) | Устройство для соединения и последующего разделения элементов конструкций | |
Somasundaram et al. | Shock mitigation for electronic boards within a projectile | |
RU2354950C1 (ru) | Способ испытаний на ударные воздействия космического аппарата | |
George et al. | Shock response spectrum of launch vehicle using LabVIEW | |
Pavarin et al. | Acceleration fields induced by hypervelocity impacts on spacecraft structures | |
Hipparkar et al. | An innovative design of a compact shock isolation system to protect sensitive weapons from underwater shock & validated by shock testing for naval applications | |
RU2253097C1 (ru) | Стенд для отработки разделения стартовой и маршевой ступеней управляемых ракет | |
RU2293689C2 (ru) | Космическая головная часть для одиночного и группового запусков спутников | |
Raju et al. | Design of High Intensity Impact Simulation Test Facility | |
RU2337339C1 (ru) | Стенд для испытаний на высокоинтенсивные ударные воздействия приборов и оборудования | |
RU2781094C1 (ru) | Пиротехническое устройство для создания ударных воздействий | |
RU2809217C1 (ru) | Пиротехническое устройство для создания ударных воздействий |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150531 |