Рельсовый стенд для высокоскоростных испытаний авиационной техники
Полезная модель «Рельсовый стенд для высокоскоростных испытаний авиационной техники» может быть использована для высокоскоростных наземных трековых динамических испытаний образцов авиационной техники. Целью полезной модели является создание рельсового стенда, обеспечивающего снижение вибродинамических нагрузок и отклонений по крену монорельсовой ракетной каретки и, соответственно, объекта испытаний при высокоскоростных испытаниях объектов авиационной техники. Указанная цель достигается тем, что монорельсовая ракетная каретка с объектом испытаний, разгоняемая по рельсовой направляющей ракетного трека до заданной скорости ракетными двигателями, оснащена дополнительно двумя аэродинамическими поверхностями в виде V-образного крыла, создающими при движении подъемную силу, а при отклонении по крену восстанавливающий момент. Для этого аэродинамические поверхности закреплены на корпусе каретки симметрично относительно ее вертикальной плоскости симметрии под углом 
к горизонтальной плоскости каретки, где угол лежит в пределах 0°<<90°. Значение угла задается в зависимости от необходимой величины восстанавливающего момента при отклонении монорельсовой ракетной каретки по крену. Такая конструкция стенда позволяет снизить вибродинамические нагрузки и отклонения по крену монорельсовой ракетной каретки с объектом испытаний при высокоскоростном движении по треку, что улучшит условия испытаний образцов авиационной техники по силовым нагрузкам, точности отделения от каретки и условиям функционирования объекта испытаний, надежности и безопасности испытаний.
Полезная модель «Рельсовый стенд для высокоскоростных испытаний авиационной техники» относится к испытательной технике и предназначена для высокоскоростных наземных трековых динамических испытаний образцов авиационной техники.
Известен стенд для динамических испытаний гиперзвуковых летательных аппаратов, содержащий ракетный трек, ракетную каретку, разгоняемую ракетными двигателями по рельсовым направляющим трека до заданной скорости, и объект испытаний (см. патент России на полезную модель 
85650 по классу МПК G01M 19/00; журнал «Популярная механика», апрель 2013 г., стр. 84). Многообразие видов трековых испытаний определяет наличие различных конструктивных схем ракетных кареток. Для испытаний используются ракетные каретки, перемещающиеся по двум рельсам или по одному рельсу ракетного трека, так называемые монорельсовые ракетные каретки.
Ракетная каретка устанавливается на рельсовые направляющие ракетного трека при помощи специальных ползунов (башмаков) с зазором между рельсом и башмаком, который обуславливает возможность небольших перемещений каретки в поперечном направлении. Зазор по длине трека неоднороден вследствие погрешностей размеров рельсовых направляющих, неравномерного износа и непрямолинейности рельсовых направляющих, износа контактных поверхностей башмаков, наличия стыков рельс и т.п. Указанные конструктивные особенности в условиях высокоскоростного движения ракетной каретки по рельсам приводят к возникновению вибродинамических нагрузок, что может привести к ее разрушению. Для монорельсовых ракетных кареток проблема, обусловленная наличием зазоров в башмаках, усугубляется за счет возможного отклонения каретки по крену. Вибродинамические нагрузки и поперечные перемещения передаются соответственно на размещаемый на каретке объект испытаний, а в случае его запуска с каретки искажают начальные условия отделения и заданную траекторию метания.
Недостатком известных стендов с монорельсовыми ракетными каретками является наличие при движении по треку вибродинамических нагрузок и отклонений по крену каретки, которые могут привести к разрушению ракетной каретки и объекта испытаний, а также отклонению отделяемого объекта испытаний от заданной траектории метания.
Целью предлагаемой полезной модели является создание рельсового стенда, обеспечивающего снижение вибродинамических нагрузок и отклонений по крену монорельсовой ракетной каретки и, соответственно, объекта испытаний при высокоскоростных испытаниях объектов авиационной техники.
Указанная цель достигается тем, что монорельсовая ракетная каретка с объектом испытаний, разгоняемая по рельсовой направляющей ракетного трека до заданной скорости ракетными двигателями, оснащена дополнительно двумя аэродинамическими поверхностями в виде V-образного крыла, создающими при движении подъемную силу, а при отклонении по крену восстанавливающий момент. Для этого аэродинамические поверхности закреплены на корпусе каретки симметрично относительно ее вертикальной плоскости симметрии под углом к горизонтальной плоскости каретки, где угол лежит в пределах 0°<<90°. Значение угла задается в зависимости от необходимой величины восстанавливающего момента при отклонении монорельсовой ракетной каретки по крену. Такая конструкция стенда позволяет снизить вибродинамические нагрузки и отклонения по крену монорельсовой ракетной каретки с объектом испытаний при высокоскоростном движении по треку, что улучшит условия испытаний образцов авиационной техники по силовым нагрузкам, точности отделения от каретки и условиям функционирования объекта испытаний, надежности и безопасности испытаний.
На фиг. 1 представлена схема рельсового стенда для высокоскоростных испытаний авиационной техники. На фиг. 2 приведена схема расположения аэродинамических поверхностей на монорельсовой ракетной каретке.
Стенд содержит монорельсовую ракетную каретку (1), установленную на рельсовой направляющей ракетного трека (2) и оснащенную двумя аэродинамическими поверхностями в виде V-образного крыла (3), разгонными ракетными двигателями (4) и объектом испытаний (5). Аэродинамические поверхности, закреплены на корпусе каретки симметрично относительно ее вертикальной плоскости симметрии под углом к горизонтальной плоскости каретки. Угол лежит в пределах 0°<<90°.
Стенд работает следующим образом.
Монорельсовая ракетная каретка (1), оснащенная двумя аэродинамическими поверхностями в виде V-образного крыла (3), с закрепленным на ней объектом испытаний (5), разгоняется ракетными двигателями (4) по рельсовой направляющей ракетного трека (2). В процессе движения V-образное крыло (3) создает аэродинамическую подъемную силу. При отклонении монорельсовой ракетной каретки (1) по крену изменяются вертикальные составляющие аэродинамической подъемной силы аэродинамических поверхностей V-образного крыла (3), за счет чего возникает восстанавливающий момент, который возвращает и удерживает монорельсовую ракетную каретку (1) с объектом испытаний (5) в вертикальном положении. После достижения монорельсовой ракетной кареткой (1) заданной скорости происходит процесс испытания с возможным отделением испытуемого объекта (5) от монорельсовой ракетной каретки (1) и последующим его автономным движением по траектории метания. Далее монорельсовая ракетная каретка (1) тормозится или улавливается известными способами.
Рельсовый стенд для высокоскоростных испытаний объектов авиационной техники, включающий рельсовую направляющую, монорельсовую ракетную каретку с объектом испытаний, разгоняемую по рельсовой направляющей ракетного трека до заданной скорости ракетными двигателями, отличающийся тем, что монорельсовая ракетная каретка оснащается двумя аэродинамическими поверхностями в виде V-образного крыла, создающими при движении подъемную силу и закрепленными на корпусе каретки симметрично относительно ее вертикальной плоскости симметрии под углом к горизонтальной плоскости каретки, где угол лежит в пределах 0°<<90°; значение угла задается в зависимости от необходимой величины восстанавливающего момента при отклонении монорельсовой ракетной каретки по крену.
