RU2710870C1 - Accelerating carriages braking tray - Google Patents
Accelerating carriages braking tray Download PDFInfo
- Publication number
- RU2710870C1 RU2710870C1 RU2019128124A RU2019128124A RU2710870C1 RU 2710870 C1 RU2710870 C1 RU 2710870C1 RU 2019128124 A RU2019128124 A RU 2019128124A RU 2019128124 A RU2019128124 A RU 2019128124A RU 2710870 C1 RU2710870 C1 RU 2710870C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- tray
- carriage
- braking
- energy
- carriages
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F42—AMMUNITION; BLASTING
- F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
- F42B35/00—Testing or checking of ammunition
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M7/00—Vibration-testing of structures; Shock-testing of structures
- G01M7/08—Shock-testing
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Braking Arrangements (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к области техники, а конкретно к оборудованию для высокоскоростных трековых испытаниях изделий на ударное воздействие.The present invention relates to the field of technology, and specifically to equipment for high-speed track testing of products for impact.
При трековых испытаниях различных изделий они устанавливаются на разгонной каретке трека и разгоняются с ее помощью до заданной скорости, после чего осуществляется торможение каретки с одновременной отстыковкой от нее изделия, и дальнейший его свободный полет до соударения с преградой. Для торможения разгонных кареток при проведении экспериментальных исследований на треке применяются различные типы тормозных устройств.During track tests of various products, they are installed on the accelerating carriage of the track and are accelerated with its help to a predetermined speed, after which the carriage is braked while the product is undocked from it, and its further free flight until it hits an obstacle. For braking of booster carriages during experimental research on the track, various types of braking devices are used.
Известно устройство для торможения кареток /1/ - фрикционный башмак, приводимый в действие пороховым аккумулятором давления (ПАД). При срабатывании пиропатрона, находящегося в закрытой цилиндрической газовой полости тормозного цилиндра, воспламеняется пороховая шашка. Пороховые газы толкают поршень, действующий на жидкость в рабочей полости тормозного цилиндра, посредством которой передается усилие на фрикционные элементы, контактирующие с рельсом.A device for braking carriages / 1 / is a friction shoe driven by a powder pressure accumulator (PAD). When the igniter is located in a closed cylindrical gas cavity of the brake cylinder, the powder bomb ignites. Powder gases push the piston acting on the fluid in the working cavity of the brake cylinder, through which the force is transmitted to the friction elements in contact with the rail.
Недостатки данного устройства следующие:The disadvantages of this device are as follows:
- повышенный износ рельсовых направляющих трека при воздействие на них при торможении фрикционных башмаков;- increased wear of rail track guides when exposed to them during braking of friction shoes;
- сложность осуществления синхронного срабатывания ПАДов при использовании на двухрельсовых треках.- the complexity of the synchronous operation of PADs when used on two-track tracks.
В устройстве /2/ направляющие выполнены гибкими из натянутых стальных канатов, расходящихся под углом друг к другу в направлении движения каретки. Каретка с изделием тормозится за счет расхождения канатов, сводя их вместе, и кинетическая энергия каретки расходуется на трение и упругую деформацию направляющих.In the device / 2 / the guides are made of flexible stretched steel ropes, diverging at an angle to each other in the direction of movement of the carriage. The carriage with the product is braked due to the divergence of the ropes, bringing them together, and the kinetic energy of the carriage is spent on friction and elastic deformation of the guides.
При осуществлении торможения с применением этого устройства здесь, наряду с фрикционным износом направляющих, также может проявляться некоторая потеря прочностных характеристик направляющих за счет накопления усталостных явлений при обратимых деформациях.When braking using this device, along with frictional wear of the guides, some loss of the strength characteristics of the guides due to the accumulation of fatigue phenomena during reversible deformations can also occur.
Отдельную группу тормозных устройств представляют гидродинамические, в которых торможение высокоскоростных объектов осуществляется жидкостью, преимущественно водой.A separate group of braking devices is hydrodynamic, in which the braking of high-speed objects is carried out by a liquid, mainly water.
Так, например, в устройствах /3, 4/ торможение разогнанного объекта предложено осуществлять встречным потоком воды.So, for example, in devices / 3, 4 / it is proposed that the accelerated object be braked by a counter flow of water.
Данные устройства хорошо работают для торможения в основном малоразмерных объектов. Однако, их недостатком является потребность в дополнительном насосном оборудовании, а применительно к большим трекам - необходимость в наличии значительных объемов воды.These devices work well for braking mostly small objects. However, their drawback is the need for additional pumping equipment, and in relation to large tracks - the need for significant amounts of water.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является лоток для торможения разгонных кареток /5/, содержащий заполненную энергопоглощающей жидкой средой (водой) полость, образованную днищем, передней, задней и боковыми стенками. При достижении разгонной кареткой тормозного участка трека она попадает в лоток, частично погружается в находящуюся в нем воду, и вследствие гидродинамического взаимодействия погруженных элементов каретки с водой осуществляется ее торможение.Closest to the proposed invention in technical essence and the achieved result is a tray for braking accelerating carriages / 5 /, containing a cavity filled with energy-absorbing liquid medium (water), formed by the bottom, front, rear and side walls. When the accelerating carriage reaches the brake section of the track, it falls into the tray, partially immersed in the water located in it, and due to the hydrodynamic interaction of the immersed carriage elements with water, it is decelerated.
Недостатком данного устройства является то, что для полного торможения каретки с помощью воды оно должно иметь большую длину, вплоть до нескольких десятков метров.The disadvantage of this device is that for complete braking of the carriage with water, it must have a large length, up to several tens of meters.
Как уже описывалось выше, при испытаниях изделия на ударное воздействие его сначала разгоняют до заданной скорости с помощью разгонной каретки, а в начале тормозного участка происходит его отстыковка и дальнейший свободный полет до столкновения с преградой. Очевидно, что чем меньше будет расстояние от начала тормозного участка трека до преграды, тем меньше будет потеря скорости изделия при движении в свободном полете, более точным будет его попадание в заданную область преграды, более адекватными и точными будут результаты соответствующих измерений.As already described above, when testing the product for impact, it is first accelerated to a predetermined speed using the accelerating carriage, and at the beginning of the brake section, it is undocked and further free to collide with the obstacle. Obviously, the smaller the distance from the beginning of the brake section of the track to the obstacle, the less will be the loss of speed of the product when moving in free flight, the more accurate it will be in the specified area of the obstacle, the more adequate and accurate the results of the corresponding measurements.
Технической задачей предлагаемого изобретения является уменьшение длины тормозного участка трека с обеспечением надежного и безопасного торможения высокоскоростных рельсовых разгонных кареток, а также повышение точности результатов сопутствующих испытаниям измерений.The technical task of the invention is to reduce the length of the brake section of the track with the provision of reliable and safe braking of high-speed rail accelerating carriages, as well as improving the accuracy of the results of related measurements.
Решение поставленной задачи достигается тем, что в известном лотке для торможения разгонных кареток, содержащем заполненную энергопоглощающей жидкой средой полость, образованную днищем, передней, задней и боковыми стенками, в соответствии с изобретением полость по длине лотка выполнена секционированной посредством поперечных легкоразрушаемых перегородок, а заполняющие отдельные секции жидкие энергопоглощающие среды имеют различные реологические характеристики, - с увеличением коэффициента консистенции и соответствующим изменением индекса течения, в направлении движения разгонной каретки, подлежащей торможению.The solution to this problem is achieved by the fact that in the known tray for braking booster carriages containing a cavity filled with an energy-absorbing liquid medium formed by the bottom, front, rear and side walls, in accordance with the invention, the cavity along the length of the tray is made sectionalized by transverse easily destroyed partitions, and separate sections of liquid energy-absorbing media have different rheological characteristics, - with an increase in the coefficient of consistency and corresponding changes m flow index in the direction of accelerating the carriage to be braked.
Необходимость и достаточность вышеуказанных отличительных признаков предложенного технического решения может быть пояснена следующим образом.The necessity and sufficiency of the above distinctive features of the proposed technical solution can be explained as follows.
Разделение исходно большой полости лотка на отдельные секции позволит исключить смешение заполняющих их энергопоглощающих жидких сред с различными реологическими характеристиками до начала торможения каретки, а разделяющие секции легкоразрушаемые перегородки не будут препятствовать последовательному перемещении каретки по секциям лотка при ее торможении.The separation of the initially large cavity of the tray into separate sections will eliminate the mixing of energy-absorbing liquid media filling them with different rheological characteristics before the carriage brakes, and the separating sections of easily destructible partitions will not impede the successive movement of the carriage along the tray sections when it is braked.
Использование для заполнения секций лотка жидких энергопоглощающих сред с различными реологическими характеристиками позволит обеспечить в них эффективные режимы торможения разгонной каретки, соответствующие ее скорости в текущий момент времени и условиям контактного взаимодействия ее конструктивных элементов со средой.The use of liquid energy-absorbing media with various rheological characteristics for filling the tray sections will allow them to provide effective braking conditions for the accelerating carriage, corresponding to its speed at the current time and the conditions of contact interaction of its structural elements with the medium.
В качестве энергопоглощающих жидких сред могут быть использованы, например, дилатантные жидкости с различной степенью консистенции, или электрореологические суспензии.As energy-absorbing liquid media can be used, for example, dilatant liquids with varying degrees of consistency, or electrorheological suspensions.
Вязкость дилатантных жидкостей, в отличие он ньютоновских, непостоянна, - увеличивается с ростом градиента скорости сдвига. Дилатантными свойствами обладают глиняные суспензии, системы песок-вода, взвесь крахмала в воде, суспензии силиката калия и т.п.The viscosity of dilatant fluids, unlike Newtonian ones, is unstable - it increases with an increase in the shear rate gradient. Clay suspensions, sand-water systems, a suspension of starch in water, suspensions of potassium silicate, etc., possess dilatant properties.
Электрореологические жидкости обладают способностью к быстрому обратимому изменению вязкости под действием электрического поля. Они представляют собой суспензии, состоящие из частиц поляризующихся материалов, распределенных в диэлектрических жидкостях, например кремнезема с размерами частиц не более 1 мкм. Дисперсионными средами могут служить неполярные или слабополярные органические жидкости с достаточно высоким электрическим сопротивлением, например, керосин, загущенный малыми добавками полиизобутилена, и др. В отсутствие электрического поля электрореологические жидкости ведут себя как большинство обычных суспензий, а при наложении электрического поля в них практически мгновенно происходит резкое (на несколько порядков) увеличение вязкости за счет образования цепочечных структур, направленных параллельно силовым линиям электрического поля.Electrorheological fluids are capable of rapidly reversible changes in viscosity under the influence of an electric field. They are suspensions consisting of particles of polarizable materials distributed in dielectric liquids, for example silica with particle sizes not exceeding 1 μm. Dispersion media can be non-polar or weakly polar organic liquids with a sufficiently high electrical resistance, for example, kerosene, thickened with small additives of polyisobutylene, etc. In the absence of an electric field, electrorheological liquids behave like most ordinary suspensions, and when an electric field is applied, they almost instantly occur. a sharp (by several orders of magnitude) increase in viscosity due to the formation of chain structures directed parallel to electric power lines sky field.
При использовании для торможения разгонных кареток в качестве энергопоглощающей среды реологической жидкости лоток должен быть снабжен электродами, расположенными с внутренней стороны боковых стенок его секций и соединенных с источником регулируемого постоянного напряжения.When using rheological fluid as an energy-absorbing medium for braking the accelerating carriages, the tray should be equipped with electrodes located on the inside of the side walls of its sections and connected to an adjustable constant voltage source.
При разгоне каретка приобретает кинетическую энергию: During acceleration, the carriage acquires kinetic energy:
где М - масса каретки, кг;where M is the mass of the carriage, kg;
VKр - скорость разогнанной каретки перед началом торможения, м/с.V Kр - speed of the accelerated carriage before braking, m / s.
Наряду с некоторыми потерями на разрушение передней стенки лотка и затем его перегородок, при торможении в жидкой среде, заполняющей секции лотка, эта энергия расходуется на придание скорости в различных направлениях отдельным объемам жидкости и их перемещение, внутреннюю турбулизацию, волнообразование, приращение свободной поверхности, каплеобразование, нагрев жидкости и элементов каретки и т.п. Полное теоретическое описание этих процессов затруднительно, однако ввиду того, что исходной их причиной служит силовое взаимодействие элементов каретки с жидкостью, процесс торможения качественно может быть проанализирован с учетом указанных силовых факторов.Along with some losses on the destruction of the front wall of the tray and then its partitions, when braking in a liquid medium filling the sections of the tray, this energy is spent on giving speed in different directions to individual volumes of liquid and their movement, internal turbulization, wave formation, increment of the free surface, drop formation heating fluid and carriage elements, etc. A complete theoretical description of these processes is difficult, however, due to the fact that their initial cause is the force interaction of the carriage elements with the liquid, the braking process can be qualitatively analyzed taking into account the indicated force factors.
Тормозящая каретку сила сопротивления жидкости FT в конкретный момент времени складывается из двух составляющих:The fluid drag force F T, which brakes the carriage, at a given moment in time consists of two components:
где FФ - сила гидродинамического взаимодействия жидкости с фронтальными элементами каретки, Н;F where F - the force of the hydrodynamic interaction of fluid with the front of the carriage elements, H;
FГ+B - сила гидродинамического взаимодействия жидкости с горизонтальными и вертикальными элементами каретки, Н.F G + B is the force of the hydrodynamic interaction of a fluid with horizontal and vertical carriage elements, N.
В силу третьего закона Ньютона равные по величине и противоположно направленные силы действуют со стороны каретки на жидкость, приводя к изменению ее энергетических характеристик.By virtue of Newton’s third law, equal in magnitude and oppositely directed forces act on the liquid side of the carriage, leading to a change in its energy characteristics.
При использовании для торможения неньютоновских жидкостей, в частности воды, указанные компоненты мгновенной тормозящей каретку силы могут быть описаны как:When used for braking non-Newtonian fluids, in particular water, these components of the instantaneous force inhibiting the carriage can be described as:
где SФ - площадь взаимодействующих с водой фронтальных элементов каретки, м2;where S Ф - the area of the frontal elements of the carriage interacting with water, m 2 ;
ρ - плотность жидкости (воды), кг/м3;ρ is the density of the liquid (water), kg / m 3 ;
VK - текущая скорость каретки, м/с.V K - current carriage speed, m / s.
ИAND
где и m - соответственно количество горизонтальных и вертикальных поверхностей каретки, контактирующих с жидкостью;Where and m are, respectively, the number of horizontal and vertical surfaces of the carriage in contact with the liquid;
SГi - площадь отдельного взаимодействующего с жидкостью горизонтального элемента каретки, м2;S Гi is the area of a separate horizontal element of the carriage interacting with the liquid, m 2 ;
SBj - площадь отдельного взаимодействующего с жидкостью вертикального элемента каретки, м2;S Bj is the area of a separate vertical element of the carriage interacting with the liquid, m 2 ;
τГi, τBj - касательные напряжения в жидкости, действующие соответственно в горизонтальной и вертикальных плоскостях на взаимодействующие с жидкостью отдельные поверхности каретки, Па;τ Гi , τ Bj - tangential stresses in the fluid, acting respectively in the horizontal and vertical planes on the individual surfaces of the carriage interacting with the fluid, Pa;
μ - динамическая вязкость, для ньютоновской жидкости не зависящая от скорости сдвига, Па⋅с;μ - dynamic viscosity, for a Newtonian fluid independent of shear rate, Pa⋅s;
- градиент скорости сдвига жидкости в направлениях, перпендикулярных скорости движения каретки (вертикальном и горизонтальном), с-1; - gradient of fluid shear rate in directions perpendicular to the speed of the carriage (vertical and horizontal), s -1 ;
Составляющая силы равная FФ, действующая со стороны каретки на прилегающие слои жидкости, является источником для приведения в движение прилегающего к фронтальным поверхностям каретки некоего объема жидкости, препятствовать чему, в первую очередь, будут возникающие в ней при этом напряжения сдвига (касательные) относительно невозмущенных слоев. Таким образом, уменьшение кинетической энергии каретки и ее торможение (снижение скорости) под действием силы FФ осуществляется преимущественно за счет преодоления сил внутреннего вязкого трения между слоями жидкости.A force component equal to F Ф acting on the adjacent fluid layers from the side of the carriage is a source for driving a certain volume of fluid adjacent to the front surfaces of the carriage, which will be prevented, first of all, by shear stresses (tangential) arising in it with respect to the unperturbed layers. Thus, the decrease in the kinetic energy of the carriage and its braking (speed reduction) under the action of the force F Ф is carried out mainly by overcoming the forces of internal viscous friction between the fluid layers.
Составляющая FГ+B описывает проявление сил вязкого трения, обусловленных действием касательных напряжений на отдельных горизонтальных и вертикальных элементах каретки, при ее движении в жидкости. Т.е. потеря энергии движущейся каретки под действием составляющей FГ+B происходит за счет на преодоление сил трения соответствующих элементов каретки о жидкость. Причем, в случае воды, обладающей малой динамической вязкостью μ (например, при температуре 20°С всего 1004⋅10-6 Па⋅с) вклад указанного силового фактора в торможение каретки весьма мал.Component F Г + B describes the manifestation of viscous friction forces due to the action of shear stresses on individual horizontal and vertical elements of the carriage during its movement in the fluid. Those. the energy loss of the moving carriage under the action of the component F Г + B occurs due to overcoming the friction forces of the corresponding elements of the carriage against the liquid. Moreover, in the case of water with a low dynamic viscosity μ (for example, at a temperature of 20 ° C of only 1004⋅10 -6 Pa⋅s), the contribution of this force factor to the braking of the carriage is very small.
Анализ зависимостей (3) и (4) показывает, что по мере снижения, вследствие потери энергии при торможении текущей скорости каретки VК, будет соответственно уменьшаться как составляющая тормозящей силы FФ, так и FГ+B.An analysis of dependencies (3) and (4) shows that as it decreases, due to energy loss during braking of the current carriage speed V K , both the braking force component F Ф and F Г + B will accordingly decrease.
Если же в качестве тормозящей энергопоглощающей среды использовать неньютоновскую жидкость, обладающую, в частности, дилатантными свойствами, тогдаIf, as a inhibitory energy-absorbing medium, a non-Newtonian fluid is used, which has, in particular, dilatant properties, then
где k - коэффициент консистентности жидкой среды (может быть определен как вязкость среды при градиенте скорости сдвига равном единице), Па⋅сn;where k is the coefficient of consistency of the liquid medium (can be defined as the viscosity of the medium with a shear rate gradient equal to one), Pa⋅s n ;
n>1 - индекс течения, определяющий возрастание эффективной вязкости среды при увеличении скорости сдвига.n> 1 is the flow index, which determines the increase in the effective viscosity of the medium with increasing shear rate.
Если ввести понятие эффективной вязкостиIf we introduce the concept of effective viscosity
тогда зависимость (5) может быть представлена аналогично (4) в видеthen dependence (5) can be represented similarly to (4) in the form
Эффективная вязкость и плотность дилатантных жидкостей (и электрореологических) в силу их состава, существенно выше, чем у воды, поэтому при одинаковых значениях соответственно выше и их энергопоглощающая способность, обусловленная действием сил вязкого трения, - как межслойного, генерируемого составляющей FФ, так и по поверхностям каретки под действием составляющей FГ+B.The effective viscosity and density of dilatant fluids (and electrorheological), due to their composition, are significantly higher than that of water, therefore, at the same values respectively, their energy-absorbing ability is higher, due to the action of viscous friction forces, both of the interlayer generated component F Ф and along the surfaces of the carriage under the action of the component F Г + B.
При первичном контакте каретки с энергопоглощающей дилатантной жидкостью в первой секции лотка, когда скорость каретки VKp велика, соответственно будет большой и величина - градиента скорости сдвига жидкости в направлениях перпендикулярных вектору скорости каретки. При достаточно больших значениях величин k и n жидкость по отношению к каретке может проявить себя практически как жестко-упругое тело. Т.е. первый же контакт «каретка-жидкость» будет фактически ударным взаимодействием, что чревато разрушением отдельных элементов каретки, ее опрокидыванию и т.д.During the initial contact of the carriage with the energy-absorbing dilatant liquid in the first section of the tray, when the speed of the carriage V Kp is large, accordingly, the value - gradient of fluid shear rate in directions perpendicular to the carriage speed vector. At sufficiently large values of k and n, the fluid with respect to the carriage can manifest itself practically as a rigid-elastic body. Those. the first “carriage-liquid” contact will actually be a shock interaction, which is fraught with destruction of individual elements of the carriage, its overturning, etc.
Поэтому, заполнение отдельных секций лотка жидкими энергопоглощающими средами, имеющими различные реологические характеристики, - с увеличением коэффициента консистенции и соответствующим изменением индекса течения в направлении движения каретки, подлежащей торможению, позволит обеспечить сначала вход каретки в первую секцию лотка без разрушения ее элементов, а затем, по мере ее движения по лотку с замедлением, поддержание приблизительно одинаковых условий вязкостного трения при перемещении из секции в секцию. Так, если в первой секции по ходу торможения лотка энергопоглощающая жидкая среда имеет реологические характеристики k и n, а в последующих k' и n', k'' и n'' и т.д., то при выполнении условия k<k'<k''<… и n≤n'≤n''≤… в каждой секции лотка можно получить близкие по величине значения эффективной вязкости среды μэф (соответствующие величине (см. (6)), определяемой в свою очередь текущей скоростью каретки VК и, как следствие, приблизительно равные тормозные факторы, обусловленные вязкостным трением под действием сил FФ и FГ+B. Т.е. каретка будет тормозиться практически с постоянным замедлением, а тормозной путь вплоть до полного ее останова, и соответственно необходимая длина лотка, будут меньшими, чем в случае лотка с водяным торможением.Therefore, filling individual sections of the tray with liquid energy-absorbing media having different rheological characteristics, with an increase in the consistency coefficient and a corresponding change in the flow index in the direction of movement of the carriage to be braked, will ensure that the carriage first enters the first section of the tray without destroying its elements, and then as it moves along the tray with deceleration, maintaining approximately the same conditions of viscous friction when moving from section to section. So, if in the first section along the braking of the tray the energy-absorbing liquid medium has rheological characteristics k and n, and in the subsequent ones k 'and n', k '' and n '', etc., then under the condition k <k '<k''<... and n≤n'≤n''≤ ... ... in each section of the tray, you can get close in value of the effective viscosity of the medium μ eff (corresponding to (see (6)), which in turn is determined by the current carriage speed V K and, as a result, approximately equal braking factors due to viscous friction under the action of forces F Ф and F Г + B. Those. the carriage will be braked with almost constant deceleration, and the braking distance until it stops completely, and accordingly the required length of the tray, will be less than in the case of a tray with water braking.
При использовании для торможения кареток электрореологических суспензий величина эффективной вязкости возможны два варианта:When using electrorheological suspensions for braking carriages, the value of effective viscosity is possible in two ways:
1 - секции лотка заполняются суспензиями с разными исходными реологическими характеристиками для каждой секции с выполнением условия k<k'<k''<… и n≤n'≤n''≤…, а на электроды, расположенные с внутренней стороны боковых стенок секций лотка, от регулируемого источника подается постоянное напряжение одинаковой величины для всех секций;1 - sections of the tray are filled with suspensions with different initial rheological characteristics for each section with the condition k <k '<k' '<... and n≤n'≤n''≤ ..., and on the electrodes located on the inner side of the side walls of the sections tray, from an adjustable source a constant voltage of the same magnitude is applied to all sections;
2 - секции лотка заполняются суспензиями с одинаковыми исходными реологическими характеристиками k=k'=k''=… и n=n'=n''=…, в этом случае на электроды, расположенные с внутренней стороны боковых стенок секций лотка, от регулируемого источника подается постоянное напряжение разной величины для всех секций, посредством чего обеспечивается условие k<k'<k''<… и n≤n'≤n''≤…2 - sections of the tray are filled with suspensions with the same initial rheological characteristics k = k '= k' '= ... and n = n' = n '' = ..., in this case, on the electrodes located on the inner side of the side walls of the sections of the tray, from adjustable the source is supplied with a constant voltage of different sizes for all sections, whereby the condition k <k '<k' '<... and n≤n'≤n''≤ ...
Как и с дилатантной жидкостью оба этих варианта обеспечат в каждой секции лотка близкие по величине значения эффективной вязкости среды μэф, и соответственно приблизительно равные тормозные факторы.As with the dilatant liquid, both of these options will provide in each section of the tray close values of the effective viscosity of the medium μ eff , and accordingly approximately equal braking factors.
Конструкция устройства поясняется следующей графической информацией (количество секций лотка не ограничивается тремя, представленными на приведенных иллюстрациях только в качестве примера):The design of the device is illustrated by the following graphic information (the number of tray sections is not limited to three, presented in the illustrations only as an example):
На фиг. 1 схематично представлен вид сбоку лотка и разгонной каретки с испытываемым изделием перед торможением в дилатантной эцергопоглощающей среде.In FIG. 1 is a schematic side view of a tray and an accelerating carriage with a test article before braking in a dilated ECG-absorbing medium.
На фиг. 2 также схематично представлен вид сверху лотка и разгонной каретки с испытываемым изделием перед торможением в дилатантной энергопоглощающей среде.In FIG. 2 also schematically shows a top view of a tray and an accelerating carriage with a test article before braking in a dilated energy-absorbing medium.
На фиг. 3 схематично представлен вид сверху лотка и разгонной каретки с испытываемым изделием перед торможением в электрореологической энергопоглощающей среде.In FIG. 3 is a schematic top view of a tray and an accelerating carriage with a test article before braking in an electrorheological energy absorbing medium.
Стрелками на иллюстрациях показано направление движения каретки со изделием к устройству торможения.The arrows in the illustrations show the direction of movement of the carriage with the product to the braking device.
Лоток для торможения разгонных кареток содержит заполненную энергопоглощающей жидкой средой полость, образованную днищем 1, передней 2, задней 3 и боковыми стенками 4. Полость по длине лотка выполнена секционированной посредством поперечных легко разрушаемых перегородок 5. Отдельные секции лотка заполнены жидкими энергопоглощающими средами 6, 6', 6'' с различными реологическими характеристиками, - коэффициентами консистенции k (k>k'>k'') и индексами течения n (n≥n'≥n''). Каретка 7 разгоняется по рельсовым направляющим 8 посредством реактивных двигателей 9 и несет на себе испытываемое изделие 10.The tray for braking the booster carriages contains a cavity filled with an energy-absorbing liquid medium formed by the
Для использовании при торможении кареток в качестве энергопоглощающей среды 6, 6', 6'' реологической жидкости (фиг. 3) лоток снабжен электродами 11, 12, 11', 12', 11'', 12'', расположенными с внутренней стороны боковых стенок его секций и соединенными с источником регулируемого постоянного напряжения 13, с возможностью отдельного подключения посредством ключей 14, 14', 14''.For use when braking the carriages as an energy-absorbing
Работа устройства осуществляется следующим образом.The operation of the device is as follows.
Секции лотка (фиг. 1, 2), образованные общим днищем 1, передней 2, задней 3 и боковыми стенками 4 и внутренними легкоразрушаемыми перегородками 5 перед испытаниями заполняются жидкими энергопоглощающими средами 6, 6', 6'' с различными реологические характеристиками.The tray sections (Figs. 1, 2) formed by the
Каретка 7 с испытываемым изделием 10 посредством реактивных двигателей 9 движется по рельсовым направляющим 8 трека до зоны торможения, где происходит столкновение каретки с легко разрушаемой передней стенкой лотка 2. В этот момент осуществляется отстыковка изделия 10 от каретки 7 и дальнейшее его движение по заданной траектории вплоть до удара о преграду.The
При столкновении каретки 7 с передней стенкой лотка 2 стенка разрушается, каретка попадает в лоток, и за счет взаимодействия ее отдельных элементов с жидкой энергопоглощающей средой 6, находящейся в первом отсеке лотка, начинается гидродинамическое торможение. Перемещаясь по лотку каретка, последовательно разрушая перегородки 5, из первой секции попадает во вторую с энергопоглощающей средой 6', затем в третью (с энергопоглощающей средой 6'') и т.д. Энергопоглощающие среды в разных секциях имеют различные реологические характеристики (с увеличением коэффициента консистенции и соответствующим изменением индекса течения, в направлении движения каретки - k<k'<k''<… и n≤n'≤n''≤…), что позволяет получить в них близкие по величине значения эффективной вязкости μэф (определяемой текущей скоростью каретки VК) сред и, как следствие, приблизительно равные тормозные факторы, обусловленные вязкостным трением под действием сил FФ и FГ+B, вследствие чего каретка 7 тормозится практически с постоянным замедлением.When the
В случае заполнения секций лотка энергопоглощающими средами 6, 6', 6'', обладающими электрореологическими свойствами (фиг. 3), для обеспечения в них близких по величине значений эффективной вязкости μэф, на электроды 11, 12, 11', 12', 11'', 12'', расположенные с внутренней стороны боковых стенок 4 его секций, от регулируемого источника 13 посредством ключей 14, 14', 14'' подается постоянное напряжение.In the case of filling the sections of the tray with energy-absorbing
В результате в обоих случаях каретка 7 тормозится вплоть до полного ее останова практически с постоянным замедлением на меньшем тормозном пути, чем в случае лотка с водяным торможением.As a result, in both cases, the
Таким образом предлагаемое устройство обеспечивает надежное и безопасное торможение высокоскоростных рельсовых разгонных кареток с уменьшением необходимой длины тормозного участка трека, т.е. фактически - длины лотка, а также повышение точности результатов сопутствующих испытаниям измерений, в связи с уменьшением дистанции, преодолеваемой испытываемым изделием с момента расстыковки от каретки до преграды, и как следствие, меньшей потере скорости изделия при движении в свободном полете и более точного его попадания в заданную область преграды.Thus, the proposed device provides reliable and safe braking of high-speed rail accelerating carriages with a decrease in the required length of the brake section of the track, i.e. in fact, the length of the tray, as well as improving the accuracy of the results of the measurements associated with the tests, due to the decrease in the distance covered by the tested product from the moment of undocking from the carriage to the obstacle, and as a result, less loss of speed of the product when moving in free flight and its more accurate hit specified area of the barrier.
Источники информации, принятые во внимание при оформлении заявки:Sources of information taken into account when filling out the application:
1) В. Балакин, Ракетные треки - М.: Наука и жизнь, №2, 2006 г., - с. 38-39.1) V. Balakin, Missile tracks - M.: Science and Life, No. 2, 2006, - p. 38-39.
2) Патент РФ №2235302, G01M 7/08, G01N 3/313, Стенд для испытаний изделий на ударное воздействие, разгонное устройство стенда, тормозное устройство стенда, 2004.2) RF Patent No. 2235302,
3) Патент Франции 22534649, F16F 9/00, F42B 13/00, G01M 19/00, Method and device for recuperating projectiles, 1984.3) French Patent 22534649,
4) Патент Японии №3028700, F42B 35/00, G01P 3/66, Bullet body speed measuring device for scoop type soft recovering apparatus, 1991.4) Japanese Patent No. 3028700, F42B 35/00,
5) Патент РФ №112420, Мобильное устройство для обогрева тормозного участка ракетного трека, G01M 15/02, 2012.5) RF patent №112420, Mobile device for heating the brake section of a rocket track, G01M 15/02, 2012.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019128124A RU2710870C1 (en) | 2019-09-06 | 2019-09-06 | Accelerating carriages braking tray |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019128124A RU2710870C1 (en) | 2019-09-06 | 2019-09-06 | Accelerating carriages braking tray |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2710870C1 true RU2710870C1 (en) | 2020-01-14 |
Family
ID=69171476
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019128124A RU2710870C1 (en) | 2019-09-06 | 2019-09-06 | Accelerating carriages braking tray |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2710870C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2741736C1 (en) * | 2020-07-29 | 2021-01-28 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | Method for braking object moving along rail track |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU968650A2 (en) * | 1980-11-19 | 1982-10-23 | Vorobev Vladimir A | Braking device to stand for impact tests |
JPH0328700A (en) * | 1989-06-26 | 1991-02-06 | Tech Res & Dev Inst Of Japan Def Agency | Bullet body speed measuring device for scoop type soft recovering apparatus |
EP1188039B1 (en) * | 1999-06-18 | 2006-08-16 | DSD Dr. Steffan Datentechnik Ges. M.b.H. | Method for conducting crash tests using a carriage and corresponding device |
RU112420U1 (en) * | 2011-07-20 | 2012-01-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли РФ | MOBILE DEVICE FOR HEATING A ROCKET TRACK BRAKE |
-
2019
- 2019-09-06 RU RU2019128124A patent/RU2710870C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU968650A2 (en) * | 1980-11-19 | 1982-10-23 | Vorobev Vladimir A | Braking device to stand for impact tests |
JPH0328700A (en) * | 1989-06-26 | 1991-02-06 | Tech Res & Dev Inst Of Japan Def Agency | Bullet body speed measuring device for scoop type soft recovering apparatus |
EP1188039B1 (en) * | 1999-06-18 | 2006-08-16 | DSD Dr. Steffan Datentechnik Ges. M.b.H. | Method for conducting crash tests using a carriage and corresponding device |
RU112420U1 (en) * | 2011-07-20 | 2012-01-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли РФ | MOBILE DEVICE FOR HEATING A ROCKET TRACK BRAKE |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2741736C1 (en) * | 2020-07-29 | 2021-01-28 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | Method for braking object moving along rail track |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Schmidt et al. | Theory and experiments on centrifuge cratering | |
RU2710870C1 (en) | Accelerating carriages braking tray | |
Wu et al. | Water-entry behavior of projectiles under the protection of polyurethane buffer head | |
Petel et al. | An investigation of shear thickening fluids using ejecta analysis techniques | |
Omidvar et al. | Recent insights into penetration of sand and similar granular materials | |
Davis | Simultaneous and sequential collisions of three wetted spheres | |
Ruiz-Angulo et al. | Surface deformation and rebound for normal single-particle collisions in a surrounding fluid | |
Lonkwic et al. | The impact of progressive gear geometry on the braking distance length under changeable operating conditions | |
Goel et al. | Effect of surface properties on momentum transfer to targets impacted by high-velocity sand slugs | |
McShane et al. | A laboratory-scale buried charge simulator | |
Trucano et al. | Impact shock and penetration fragmentation in porous media | |
Levy et al. | Normal impact and perforation of thin plates by hemispherically-tipped projectiles—I. Analytical considerations | |
Singh et al. | Dynamic yield strength of mild steel under impact loading | |
Xue et al. | Dual fragmentation modes of the explosively dispersed granular materials | |
Kyner et al. | Impulse transfer during granular matter impact with inclined sliding surfaces | |
RU2778587C1 (en) | Brake shoe for rocket carriage shoes | |
RU2731031C1 (en) | Device and method for reducing impact load on test object | |
Durand et al. | Friction between steel and a confined inert material representative of explosives under severe loadings | |
Suzuki | Numerical simulation of sand flow around an impactor on dune surface by irreversible compression gas model | |
O'Toole et al. | Computational Simulation and Experimental Study of Plastic Deformation in A36 Steel during High Velocity Impact | |
Svingala et al. | Alternate methodologies to experimentally investigate shock initiation properties of explosives | |
Comtois-Arnaldo | The Ballistic Response of Particle-filled Elastomeric Systems | |
Ding et al. | A Numerical Study on Projectile Penetration into Underwater Torpedo Warhead | |
Schmitz et al. | Numerical investigation of the gouging phenomena within a hypersonic rail-sled assembly | |
Sun et al. | Numerical Study on Influencing Factors of High Speed Water Entry |