Устройство для определения аэродинамических сил и моментов, действующих на отделяющийся от носителя объект
Полезная модель относится к области измерительных приспособлений, предназначенных для испытаний в аэродинамических трубах. Предлагаемой полезной моделью решается техническая задача расширения диапазона исследуемых траекторий отделения объекта от носителя - реализации шести степеней свободы. Для обеспечения указанного технического результата установка для определения аэродинамических сил и моментов, действующих на отделяющийся от носителя объект, содержит поддерживающее устройство для крепления модели носителя в рабочей части аэродинамической трубы и трехстепенной механизм линейных перемещений с трехстепенным шарнирным узлом для крепления модели отделяющегося объекта.
Полезная модель относится к области измерительных приспособлений, предназначенных для испытаний в аэродинамических трубах.
Наиболее близким аналогом предлагаемой полезной модели, принятым за прототип, является установка для исследования процесса разделения частей системы «Энергия - Буран» в аэродинамической трубе (Петров К.П.«Аэродинамика транспортных космических систем». М., Эдиториал УРСС, 2000 г., стр.355, 356).
Установка служит для определения аэродинамических сил и моментов, действующих на отделяющийся от носителя объект в разных положениях объекта относительно носителя, и содержит поддерживающее устройство для установки модели носителя в рабочей части аэродинамической трубы и одностепенной механизм линейных перемещений с одностепенным шарнирным узлом для крепления модели отделяющегося объекта. Модель отделяющегося объекта может перемещаться в заданное положение в вертикальной плоскости, содержащей ось подвесного устройства модели носителя в аэродинамической трубе (вдоль оси и перпендикулярно ей), а также поворачиваться в этой плоскости по крену (вокруг своей продольной оси) на заданный угол.
Общими признакоми предлагаемого технического решения с прототипом является наличие в установке поддерживающего устройства для крепления модели носителя в рабочей части аэродинамической трубы, а также механизма линейных перемещений, имеющего одну степень свободы, с шарнирным узлом для крепления модели отделяющегося объекта, позволяющим поворачивать объект в одной плоскости.
Известная установка имеет четыре степени свободы относительного
движения, однако в некоторых случаях этого недостаточно. Так отсутствует возможность перемещения модели отделяющегося объекта в поперечном направлении, а также возможность поворота ее по курсу относительно модели носителя, что необходимо, например, при исследовании отделения при наличии угла скольжения, за счет чего развивается вращение отделяющегося объекта по курсу и перемещение в поперечном направлении относительно носителя.
Предлагаемой полезной моделью решается техническая задача расширения диапазона исследуемых траекторий отделения объекта от носителя (реализация шести степеней свободы).
Для обеспечения указанного технического результата установка для определения аэродинамических сил и моментов, действующих на отделяющийся от носителя объект, содержит поддерживающее устройство для крепления модели носителя в рабочей части аэродинамической трубы и трехстепенной механизм линейных перемещений с трехстепенным шарнирным узлом для крепления модели отделяющегося объекта.
Отличительными признаками являются следующие - механизм линейных перемещений имеет две дополнительные степени свободы, а шарнирный узел для крепления модели отделяющегося объекта имеет две дополнительные степени вращения.
Благодаря наличию указанных отличительных признаков в совокупности с известными (указанными в ограничительной части формулы), достигается следующий технический результат - расширяется диапазон исследуемых траекторий, а значит, повышается достоверность проведения испытаний, т.к. модель отделяющегося объекта может занимать любое требуемое положение относительно модели носителя. В этом случае при аэродинамических испытаниях кроме измерения аэродинамических сил и моментов возможно осуществить полунатурное моделирование, при котором текущие значения сил и моментов, полученные с тензометрируемого отделяющегося объекта, вводятся в расчет его траектории движения с тем,
чтобы обеспечить следующий шаг перемещения объекта с учетом измерения величин сил и моментов. Таким образом, имеется возможность в ходе эксперимента не только измерять аэродинамические силы и моменты, действующие на отделяемый объект, но и моделировать траекторию движения объекта при отделении от носителя под действием этих сил и моментов, а также с учетом тяги двигателя отделяющегося объекта и работы его системы управления.
В результате поиска по источникам патентной и научно-технической информации совокупность признаков, характеризующая предлагаемую установку, не была обнаружена. Таким образом, предлагаемая полезная модель соответствует критерию охраноспособности «новое».
Предложенное техническое решение может найти применение в экспериментальной аэродинамике. Таким образом, предлагаемая полезная модель соответствует критерию охраноспособности «промышленно применима».
Полезная модель поясняется рисунком, на котором схематически изображено предлагаемая установка. Она состоит из трехстепенного механизма линейных перемещений 1, нижняя часть штанги 2 которого расположена в рабочей части аэродинамической трубы 3. К штанге 2 через трехстепенной шарнир 5 прикреплена модель отделяющегося объекта 4 с внутримодельными тензовесами (на схеме не приведены). Модель носителя 6 с помощью поддерживающего устройства 7 закреплена в рабочей части аэродинамической трубы 3.
При испытаниях модель отделяющегося объекта 4 путем поворотов и линейных перемещений устанавливается в любое заданное положение относительно модели носителя 6. Силы и моменты, измеренные тензовесами, используются для расчета траектории движения отделяемого объекта 4 под действием этих сил и моментов. Затем объект 4 с помощью прелагаемой установки перемещается по рассчитанной траектории с заданным шагом. Измерения сил и моментов повторяются в каждой точке.
Установка для определения аэродинамических сил и моментов, действующих на отделяющийся от носителя объект, характеризующаяся тем, что она содержит поддерживающее устройство для установки модели носителя в рабочей части аэродинамической трубы и трехстепенной механизм линейных перемещений с трехстепенным шарнирным узлом для крепления модели отделяющегося объекта.
