SU147849A1

SU147849A1 - Method of controlling heat fluxes during static tests of aircraft structures for strength under conditions of elevated temperatures

Info

Publication number: SU147849A1
Application number: SU743341A
Authority: SU
Inventors: А.Н. Баранов; Л.Г. Зябрев; брев Л.Г. З; А.С. Сергеев
Original assignee: А.Н. Баранов; брев Л.Г. З; А.С. Сергеев
Priority date: 1961-08-24
Filing date: 1961-08-24
Publication date: 1961-11-30

Description

Экспериментальные исследовани прочности конструкций летательных аппаратов, работающих при повышепных температурах, св заны с воспроизведением нестационарпых температурных полей, возникающих в конструкци х в процессе их эксплуатации.Experimental studies of the strength of aircraft structures operating at elevated temperatures are associated with the reproduction of unsteady temperature fields arising in the structures during their operation.

Режим работы нагревателей, примен емых в таких исследовани х, оиредел етс характером изменени те 1ЛОВОГо потока по времени, который вычисл етс заранее или во врем эксперимента- При тепловых: статических испытани х конструкций летательных аппаратов обычно ириходитс сталкиватьс с резким изменением теплового потока по времени , в силу чего дли проведени такого рода испытаний примен ютс достаточно малоиперциоиные нагревателЕзНые устройства, например инфракрасные нагреватели (пихромовые, силитов з е, графитовые, графито-кварцевые , ламповые, и т. ц.) с пос1о нной времени пор дка нескольких секунд. Попытки использовать позиционные терморегул торь дл отработки заданных программ теплово1о потока при работе с инфракрасными нагревател ми не привели к удовлетворительным результатам . Из-за малой инерционности этих нагревателей разрыв цепи питани вызывает резкое иадепие иотока тепла, в результате чего система регулировани работает в режиме очеиь частых включений и выключений . Так как при испытани х патурных конструкций величина регулируемой мощности исчисл етс сотн ми и даже тыс чами киловатт , то такой режим работы прерывателей совершенно недопустим,, особеиио учитыва ск;юпиость данной еиете.мы регулировани к самовозбуждению , т. е. к возникновению автоколебаний.The mode of operation of the heaters used in such studies is determined by the nature of the change in the first time stream, which is calculated in advance or during the experiment. In thermal: static tests of aircraft structures, it is usually necessary to encounter a sudden change in heat flow over time, as a result, for the conduct of such tests, sufficiently low-power heaters are used, for example, infrared heaters (pychromic, s, graphite, graphite-quartz e, lamp, and so on. p.) with pos1o time constant on the order of a few seconds. Attempts to use positional thermostats for testing specified heat flow programs when working with infrared heaters did not lead to satisfactory results. Due to the low inertia of these heaters, the opening of the power supply circuit causes a sharp ideep of the current of heat, as a result of which the control system operates in the mode of frequent switching on and off. Since, in tests of pathological structures, the magnitude of the regulated power amounts to hundreds or even thousands of kilowatts, this mode of operation of the interrupters is completely unacceptable, taking into account the efficiency of this control unit to self-excitation, i.e., to the occurrence of self-oscillations.

ПредЛОжеипый способ регулировани потоков тепла при статических испытани х конструкций летательных аппаратов на прочность в услови х иовьппеппых те.мнератур не имеет указанных недостатков.The proposed method of controlling heat fluxes during static tests of aircraft structures for strength under the conditions of new thermal circuits does not have these drawbacks.

№ 147849- 2 - No. 147849-2 -

Сущность способа заключаетс в том, что дл воспроизведени быстро измен ющихс по времени потоков тепла питание инфракрасных нагревателей осуществл етс путем подачи на них электрических импульсов посто нной частоты и переменной скважности.The essence of the method lies in the fact that to reproduce rapidly varying in time heat fluxes, the infrared heaters are powered by applying electric pulses of constant frequency and variable duty cycle to them.

Применение этого способа дл регулировани потока тепла при статических испытани х на прочность конструкций летательных аппаратов в услови х повышенных температур возможно благодар тому, что при подаче на нагреватели импульсов достаточной, хот сравнительно небольпюй, частоты переменна составл юща излучени нагревателей невелика.The application of this method for controlling the heat flux during static tests of the strength of aircraft structures at elevated temperatures is possible due to the fact that when the impulses are supplied to heaters are sufficient, although relatively small, the variable component of the heater radiation is small.

Экспериментальными исследовани ми установлено, что при подаче на наименее инерционные из промышленных инфракрасных нагревателей ,- нагреватели с нихромовым ленточным излучателем импульсов с частотой I гц и скважностью 50% -величина пepeмeJiнoй составл ющей излучени не превышает 10% от средней величины излучени .Experimental studies have established that when applied to the least inertial of industrial infrared heaters, heaters with a nichrome ribbon emitter of pulses with a frequency of I Hz and a duty cycle of 50% are the magnitude of the first component of the radiation that does not exceed 10% of the mean value of the radiation.

Успешность использовани описываемого способа обуславливаетс тем, что испытани конструкций на прочность в режиме нестационарного нагрева--кратковременны (пор дка нескольких минут), что допускает возможность применени прерывателей, специально не предназначенных дл работы в режиме частых включений, например про .мышленных электрических контакторов.The success of using the described method is due to the fact that structural testing of strength in non-stationary heating mode is short-lived (on the order of several minutes), which allows for the use of interrupters not specifically designed to operate in the mode of frequent switching on, for example, of industrial electrical contactors.

На фиг. 1 изображена возможна схема питани нагревателей, целесообразна нри использовании малоинерционных электронных прерывателей; на фиг. 2-схема питани нагревателей, удобна при использовании .механических прерывателей.FIG. Figure 1 shows the possible power supply circuit of the heaters, it is expedient to use low-inertia electronic interrupters; in fig. 2-circuit power supply heaters, convenient when using mechanical interrupters.

Нагреватели 1 (фиг. 1) включаютс последовательно с прерывател ми . Регулирование потока тепла осуществл етс путем изменени соотнощени времени, когда нрерыватель замкнут ко времени, когда цепь питани разомкнута.Heaters 1 (Fig. 1) are connected in series with the interrupters. The heat flux is controlled by changing the time ratio when the device is closed to the time when the power circuit is open.

Частота подачи импульсов посто нна и выбираетс в зависимости от типа нагревателей. Импульсы формируютс нри помощи специального генератора 2 и.мпульсов.The frequency of the pulses is constant and is chosen depending on the type of heaters. The impulses are formed with the help of a special generator 2 impulses.

Нагреватели / (фиг. 2) включаютс последовательно с двум прерывател ми, соединенными параллельно. На прерыватели подаютс импульсы посто нной частоты с переменной регулируе.мой скважностью ..Heaters / (fig. 2) are connected in series with two switches in parallel. The interrupters are supplied with pulses of constant frequency with a variable control. My duty cycle.

И.мпульсы, подаваемые на каждый из прерывателей, сдвинуты по фазе на посто нную величину, равную половине периода. Формирование импульсов осуществл етс с помощью специального генератора 2 импульсов. The pulses applied to each of the choppers are shifted in phase by a constant value equal to half the period. The formation of pulses is carried out using a special generator of 2 pulses.

Предмет изобретени Subject invention

Способ регулировани потоков тепла при статических испытани х конструкций летательных аппаратов на прочность в услови х повышенных температур, отличающийс тем, что, с целью воспроизведени быстро измен ющихс по времени потоков тепла, питание инфракрасных нагревателей осуществл етс путем подачи на них электрических импзльсов посто нной частоты и неременной скважности.The method of controlling heat fluxes during static tests of aircraft structures for durability under elevated temperature conditions, characterized in that, in order to reproduce rapidly varying heat fluxes, the infrared heaters are powered by applying electrical impulses of constant frequency to them and irregular duty cycle.

гg

г2тr2t