RU96614U1

RU96614U1 - STRENGTH TEST DEVICE FOR CHANNEL SOLID FUEL CHARGES

Info

Publication number: RU96614U1
Application number: RU2010102464/22U
Authority: RU
Inventors: Михаил Николаевич Ларин; Максим Сергеевич Глебов; Роман Геннадьевич Марченков; Евгений Валерьевич Королев; Геннадий Николаевич Галкин
Original assignee: Серпуховской военный институт ракетных войск (СВИ РВ)
Priority date: 2010-01-25
Filing date: 2010-01-25
Publication date: 2010-08-10

Abstract

Устройство для испытания на прочность канальных твердотопливных зарядов, содержащее корпус, герметизирующую крышку, испытуемый заряд, размещенный в корпусе, узел нагружения, отличающееся тем, что в него введены пять тензорезисторов, причем три из них установлены с внутренней стороны заряда, два из которых расположены параллельно продольной оси заряда, а третий - перпендикулярно к ней, остальные два - с наружной стороны корпуса, один - параллельно продольной оси корпуса, а - другой перпендикулярно к ней и все пять тензорезисторов подключены к регистрирующему устройству, испытуемый заряд прочно скреплен с корпусом, а в системе нагружения рабочим телом является воздух. A device for testing the strength of channel solid propellant charges, comprising a housing, a sealing cover, a test charge placed in the housing, a loading unit, characterized in that five strain gages are introduced into it, three of which are installed on the inside of the charge, two of which are parallel the longitudinal axis of the charge, and the third is perpendicular to it, the other two are on the outside of the housing, one is parallel to the longitudinal axis of the housing, and the other is perpendicular to it and all five strain gauges are connected to the recording device, the test charge is firmly fixed to the body, and in the loading system the air is the working fluid.

Description

Полезная модель относится к средствам обучения и может быть использована в учебном процессе для экспериментального определения относительных деформаций канальных твердотопливных зарядов и корпусов ракетных двигателей на твердом топливе методом тензометрирования, с помощью цифрового тензометрического моста ЦТМ-3.The utility model relates to teaching aids and can be used in the educational process for the experimental determination of the relative deformations of channel solid propellant charges and solid fuel rocket engine housings by tensometry using the TsTM-3 digital tensometric bridge.

Известна установка для демонстрации режимов работы ракетного двигателя твердого топлива, содержащая камеру сгорания, размещенную на стапеле, заряд, находящийся внутри камеры сгорания, воспламенитель, соединенный с передним торцом заряда, систему замера значений давления, подходящую к нижней части камеры сгорания, сопло, с возможностью шарнирного вращения вокруг оси, укрепленной в нижней части камеры сгорания, перпендикулярно оси симметрии камеры сгорания, и снабжена крюком, жестко укрепленным на поверхности сопла, диаметрально-перпендикулярно оси вращения сопла, входящим в зацепление с рычагом, шарнирно закрепленным на скобе, соединенной с корпусом камеры сгорания, маятником, жестко закрепленным на кронштейне, установленным на стапеле, с возможностью удара по рычагу в нижней части траектории маятника, пультом управления, закрепленным с возможностью обеспечения контакта электромагнитных стопоров, пружинного стопора, подвижных контактов с маятником и ванной, с воспламенителем, с электропневмоклапаном в системе выброса заряда, размещенной на стапеле, состоящей из воздушного баллона, соединенного трубопроводом через редуктор с ресивером, который, в свою очередь, соединен трубопроводом с электропневмоклапаном, соединенным с обратным клапаном, который соединен трубопроводом с форсункой, размещенной герметично на переднем торце двигателя (Патент РФ на полезную модель №59825, 2006 г.).A known installation for demonstrating operating modes of a rocket engine of solid fuel, containing a combustion chamber placed on the slipway, a charge located inside the combustion chamber, an ignitor connected to the front end of the charge, a pressure measurement system suitable for the lower part of the combustion chamber, a nozzle, with the possibility articulated rotation around an axis fixed in the lower part of the combustion chamber, perpendicular to the axis of symmetry of the combustion chamber, and provided with a hook rigidly mounted on the surface of the nozzle, diametrically perp peculiarly to the axis of rotation of the nozzle, which engages with a lever pivotally mounted on a bracket connected to the housing of the combustion chamber, a pendulum rigidly mounted on an arm mounted on the slipway, with the possibility of hitting the lever in the lower part of the trajectory of the pendulum, with a control panel fixed with the possibility of providing contact of electromagnetic detents, spring detent, movable contacts with the pendulum and bath, with an igniter, with an electro-pneumatic valve in the charge ejection system located on the slipway, consisting of a stuffy balloon connected by a pipeline through a gearbox to a receiver, which, in turn, is connected by a pipe to an electro-pneumatic valve connected to a non-return valve, which is connected by a pipe to a nozzle placed tightly on the front end of the engine (RF Patent Utility Model No. 589825, 2006 )

Недостатком этой установки является отсутствие возможности испытания на прочность канальных твердотопливных зарядов и корпусов ракетных двигателей на твердом топливе.The disadvantage of this installation is the inability to test the strength of channel solid propellant charges and solid fuel rocket engine housings.

Так же известно устройство для испытания на прочность канальных твердотопливных зарядов, включающее заряд, канал которого заполнен жидкостью, герметизирующую канал крышку с отверстиями, узел нагружения, включающий механизм ударного действия и поршень, при этом поршень установлен в отверстие крышки и размещен в жидкости, а механизм ударного действия установлен на одной оси с поршнем (Патент РФ №2211359, 2002 г.).It is also known a device for testing the strength of channel solid propellant charges, including a charge whose channel is filled with liquid, a channel sealing cover with holes, a loading assembly including a shock mechanism and a piston, the piston being installed in the cover opening and placed in the liquid, and the mechanism shock action is mounted on the same axis with the piston (RF Patent No. 2211359, 2002).

Недостатком прототипа является то, что он не обеспечивает возможности испытания на прочность твердотопливных зарядов скрепленных с корпусом.The disadvantage of the prototype is that it does not provide the ability to test the strength of solid propellant charges bonded to the body.

Цель полезной модели - разработка простого в конструктивном отношении устройства, обеспечивающего возможность определения прочностных характеристик твердотопливных зарядов, скрепленных с корпусом, применяемых в современном ракетостроении.The purpose of the utility model is to develop a constructively simple device that provides the ability to determine the strength characteristics of solid propellant charges bonded to the body used in modern rocket science.

Указанная цель достигается тем, что устройство для испытания зарядов твердого топлива, содержащее корпус, герметизитующую крышку, испытуемый заряд, размещенный в корпусе, узел нагружения, снабженное пятью тензорезисторами, причем три из них установлены с внутренней стороны заряда, два из которых расположены параллельно продольной оси заряда, а третий - перпендикулярно к ней, остальные два - с наружной стороны корпуса, один - параллельно продольной оси корпуса, а другой - перпендикулярно к ней и все пять тензорезисторов подключены к регистрирующему устройству, испытуемый заряд прочно скреплен с корпусом, а в системе нагружения рабочим телом является воздух.This goal is achieved by the fact that the device for testing charges of solid fuel, comprising a housing, a sealing cover, a test charge placed in the housing, a loading unit provided with five strain gauges, three of which are installed on the inside of the charge, two of which are parallel to the longitudinal axis charge, and the third is perpendicular to it, the other two are on the outside of the case, one is parallel to the longitudinal axis of the case, and the other is perpendicular to it and all five strain gages are connected to the register the test device, the test charge is firmly bonded to the body, and in the loading system, the working fluid is air.

Существенное отличие заключается в том, что в него введены пять тензорезисторов, причем три из них установлены с внутренней стороны заряда, два из которых расположены параллельно продольной оси заряда, а третий - перпендикулярно к ней, остальные два - с наружной стороны корпуса, один - параллельно продольной оси корпуса, а другой - перпендикулярно к ней и все пять тензорезисторов подключены к регистрирующему устройству, испытуемый заряд прочно скреплен с корпусом, а в системе нагружения рабочим телом является воздух.A significant difference is that five strain gages are introduced into it, and three of them are mounted on the inside of the charge, two of which are parallel to the longitudinal axis of the charge, and the third is perpendicular to it, the other two are on the outside of the case, one is parallel the longitudinal axis of the housing, and the other perpendicular to it and all five strain gages are connected to the recording device, the test charge is firmly bonded to the housing, and in the loading system the air is the working fluid.

Анализ известных технических решений (аналогов) в исследуемой области и смежных областях позволяет сделать вывод об отсутствии в них признаков, сходных с существенными отличительными признаками в заявляемом устройстве.An analysis of the known technical solutions (analogues) in the studied area and related areas allows us to conclude that they lack features similar to the significant distinguishing features in the claimed device.

На чертеже фиг.1 изображена установка (общий вид).The drawing of figure 1 shows the installation (General view).

Корпус выполнен в виде круговой цилиндрической стеклопластиковой оболочки 1, запаянной с одной стороны, имитатора заряда 2 скрепленного с корпусом 1. Оболочка закрыта крышкой 3 и с помощью опор 4, 5 крепится к основанию 6. Пневматическая система нагружения состоит из баллона со сжатым воздухом 7, соединенного трубопроводом с редуктором 8, через нагружающий вентиль 9, манометр 10, вентиль “баллон” 11. От редуктора 8 трубопровод разделен на две воздушные магистрали, одна из которых соединена с клапаном предохранительным 12, другая же в свою очередь так же разделена еще на две воздушные магистрали, одна из которых соединена с вентилем “дренаж” 13, а другая с крышкой 3, через манометр 14 и вентиль “заряд” 15. Система регистрации включает в себя пять активных тензорезисторов 16, три из которых расположены с внутренней стороны имитатора заряда 2, причем два из них расположены параллельно продольной оси корпуса 1, а третий - перпендикулярно к ней, другие же два - с внешней стороны корпуса 1, один - параллельно ее продольной оси, а другой - перпендикулярно к ней. Два компенсационных тензорезистора 17 наклеены на дублирующие элементы, один - на резиновую пластину 18, а другой - на стеклопластиковую балку 19, и все они соединены электрическим проводом с переключателем датчиков ПД - 100М 20, он в свою очередь соединен электрическим проводом с цифровым тензометрическим мостом ЦТМ-3 21, который соединяется электрическим проводом с печатающим устройством 22.The housing is made in the form of a circular cylindrical fiberglass shell 1, sealed on one side, a charge simulator 2 bonded to the housing 1. The shell is closed by a cover 3 and is attached to the base using supports 4, 5. The pneumatic loading system consists of a cylinder with compressed air 7, connected by a pipeline to a reducer 8, through a loading valve 9, a pressure gauge 10, a “cylinder” valve 11. From the reducer 8, the pipeline is divided into two air lines, one of which is connected to a safety valve 12, the other in turn It is also divided into two air lines, one of which is connected to the drainage valve 13, and the other to the cover 3, through a manometer 14 and the charge valve 15. The registration system includes five active strain gages 16, three of which are located on the inside of the charge simulator 2, two of which are parallel to the longitudinal axis of the housing 1, and the third is perpendicular to it, the other two are on the outside of the housing 1, one is parallel to its longitudinal axis, and the other is perpendicular to it. Two compensation strain gages 17 are glued to the duplicate elements, one on the rubber plate 18, and the other on the fiberglass beam 19, and all of them are connected by an electric wire to the PD-100M 20 sensor switch, it is in turn connected by an electric wire to the digital strain gauge bridge CTM -3 21, which is connected by an electric wire to the printing device 22.

Для нагружения имитатора заряда 2, скрепленного с корпусом в виде круговой цилиндрической стеклопластиковой оболочки 1, закрывается вентиль “дренаж” 13 и редуктор 8 находится в разгруженном состоянии. При открывании запорного вентиля 9, воздух под давлением проходит по трубопроводу, давление в котором определяется по манометру 10. Далее воздух поступает через открытый вентиль “баллон” 14 к редуктору 8. После плавного нагружения редуктора 8 воздух по трубопроводу поступает во внутреннюю полость имитатора заряда 2, скрепленного с корпусом в виде круговой цилиндрической оболочки 1, через манометр 14, который показывает давление перед входом в данное устройство, и открытый вентиль “заряд” 15. С помощью активных тензорезисторов 16 и компенсационных 17 измеряются деформации имитатора заряда 2, регулирование которых производится с помощью переключателя датчиков ПД - 100М 20. От них сигнал подается на цифровой тензометрический мост ЦТМ-3 21, на котором он оцифровывается, а далее эти показания выводятся на печатающем устройстве 22.To load the charge simulator 2, bonded to the body in the form of a circular cylindrical fiberglass shell 1, the drain valve 13 is closed and the gearbox 8 is in the unloaded state. When the shut-off valve 9 is opened, air under pressure passes through a pipeline, the pressure of which is determined by a manometer 10. Then, air enters through an open valve “cylinder” 14 to a reducer 8. After a smooth loading of a reducer 8, air enters through the pipeline into the internal cavity of the charge simulator 2 fastened to the case in the form of a circular cylindrical shell 1, through a manometer 14, which shows the pressure before entering this device, and an open valve “charge” 15. Using active strain gauges 16 and compensation 17 nnyh measured deformation simulator charge 2, whose regulation is performed using PD sensor switch - 100M 20. From these signals is supplied to a digital strain gauge bridge DTM-3 21 where it is digitized, and then these indications are displayed on the printing apparatus 22.

Устройство позволяет испытывать на прочность канальные твердотопливные заряды. В следствии того, что при возникновении избыточного давления во внутренней полости имитатора заряда 2, скрепленного с корпусом 1, происходит изменение его прочностных характеристик. Эти характеристики измеряются системой регистрации и отображаются на печатающем устройстве 22.The device allows you to test the strength of solid-state channel charges. Due to the fact that when excessive pressure occurs in the internal cavity of the charge simulator 2, bonded to the housing 1, its strength characteristics change. These characteristics are measured by the registration system and displayed on the printing device 22.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет определить относительные деформации канальных твердотопливных зарядов и корпусов ракетных двигателей на твердом топливе в зависимости от внутреннего избыточного давления в осевом и окружном направлениях, а так же увеличивает наглядность процесса обучения.Thus, the proposed device allows you to determine the relative deformation of the channel solid propellant charges and solid rocket engine housings depending on the internal overpressure in the axial and circumferential directions, and also increases the visibility of the learning process.

Claims

A device for testing the strength of channel solid propellant charges, comprising a housing, a sealing cover, a test charge placed in the housing, a loading unit, characterized in that five strain gages are introduced into it, three of which are installed on the inside of the charge, two of which are parallel the longitudinal axis of the charge, and the third is perpendicular to it, the other two are on the outside of the housing, one is parallel to the longitudinal axis of the housing, and the other is perpendicular to it and all five strain gauges are connected to the recording device, the test charge is firmly fixed to the body, and in the loading system, the working fluid is air.