Совершенствование методов и средств наземных статических испытаний конструкций головных обтекателей летательных аппаратов

• Автор: Фокин, Василий Иванович
• Шифр специальности: 05.07.07, 05.02.23
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 145 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.
Глава 1 Состояние проблемы статических испытаний в процессе наземной отработки обтекателей из неметаллических материалов

1.1 Особенности эксплуатации и проектирования обтекателей

1.2 Испытания в процессе наземной отработки неметаллических обтекателей

1.3 Обзор существующих методов и средств статических испытаний

1.3.1 Стенды для воспроизведения тепловых режимов

1.3.2 Способы и средства воспроизведения силовой составляющей аэродинамического нагружения

1.3.3 Методы и средства исследования НДС конструкций.

1.3.4 Анализ возможностей современных цифровых технологий в повышении качества процесса статических испытаний.

1.4 Постановка задачи.

Глава 2 Исследование методов статических испытаний
2.1 Исследование методов контроля конструкции керамических обтекателей.
2.1.1 Метод контроля прочности по всей окружности изделия
2.1.2 Метод контроля сдвиговых свойств клеевого соединения.
2.2 Методы повышения точности результатов статических испытаний обтекателей ракет
2.2.1 Анализ точности воспроизведения тепловых нагрузок
2.2.2 Повышение точности воспроизведения тепловых испытаний при управлении по параметрам системы управления и объекта испытаний
2.2.3 Адаптация системы к объекту испытаний
2.3 Выводы по второй главе
Глава 3 Разработка средств статических испытаний
3.1 Программное обеспечение автоматизированной системы измерения и управления параметрами испытаний.
3.2 Электропневматическая следящая система управления силовым нагружением
3.3 Разработка средств исследования НДС керамических обтекателей
3.3.1 Тензометрические преобразователи перемещения в исследованиях конструкции обтекателей.
3.3.2 Система контроля качества клеевого соединения.
3.4 Выводы но третьей главе
Глава 4 Практическое применение результатов работы.
4.1 Внедрение автоматизированного комплекса измерения и управления параметрами статических и повторностатических испытаний.
4.2 Применение электропневматической следящей системы при повторностатических испытаниях.
4.3 Исследование прочности по всей окружности обтекателя на установке ОТА0
4.4 Управление тепловыми режимами в процессе испытаний.
4.5 Выводы по четвертой главе
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


Комплексная задача создания нового обтекателя включает разработку узла соединения оболочки со вторым отсеком, выполненным из металла. Именно эта зона соединения вызывает наибольшие затруднения при расчетной оценке конструкции. Принципиальная трудность создания работоспособного соединения состоит в объединении существенно различных по физико-механическим характеристикам элементов в единую совместно деформируемую систему. I ? Рисунок 1. По конструктивному решению схемы соединения керамической оболочки с металлическим шпангоутом можно разбить на следующие типы: встык, внахлестку, встык с накладкой, резьбовые, зажимные. По технологическому исполнению эти виды подразделяются, в свою очередь, на механические, адгезионные, адгезионно - механические варианты и др. К механическим соединениям относятся соединения, выполненные с помощью болтов, заклепок, зажимов, резьбы. Основным недостатком таких соединений является большая концентрация напряжений возле отверстий, проточек. Практика показала, что такие соединения могут быть использованы только в конструкциях обтекателей из стеклоиластиковых материалов (обтекатели 1К-, 2К- и др. В настоящее время сформировался основной тип конструкции обтекателя. Некоторые виды конструкций показаны на рисунке 1. В качестве клеевого соединения используется эластичный герметик. Клеевое соединение в этом случае несет не только соединительные функции, но и функции важного конструктивного элемента, распределяющего напряжения в местах возможных их концентраторов. Рисунок 1. На уязвимость (с точки зрения прочности) зоны соединения керамической оболочки со шпангоутом указывает опыт экспериментальных исследований - в более чем % случаев «очаг» разрушения керамической оболочки в процессе статических испытаний находится именно в зоне соединения (рисунок 1. Рисунок 1. Несмотря на большой опыт разработок обтекателей ракет, накопленный во ФГУП «ОНПП «Технология», постоянно растущие требования к ракетной технике заставляют искать новые технические решения для улучшения его функциональных свойств. Рост требований к ракетной технике неизменно приводит к необходимости улучшения качества проведения наземных испытаний, которые являются единственным способом оценки используемых технических решений. Испытания занимают важнейшее место в системе обеспечения надежности изделий ракетной техники. В процессе экспериментальной отработки они носят функцию обратной связи. Достоверность получаемой с помощью испытаний информации исключает возможность ошибки при разработке изделий. Информативность испытаний, характеризуемая полнотой получаемой информации, обеспечивает уменьшение затрат на разработку новых изделий. Экспериментальная отработка начинается с исследовательских испытаний, связанных с изучением отдельных свойств объекта. Затем проводятся доводочные испытания с целью сравнительного анализа работоспособности альтернативных вариантов конструкции, выбор наилучшего варианта, исследование его работоспособности во всем диапазоне внешних эксплуатационных и внутренних воздействий, проверка запасов работоспособности, проверка эффективности мероприятий, направленных на обеспечение надежности системы при ее отработке [2, 7, , , ]. Получаемую при отработке информацию о состоянии объекта испытаний используют для оценки достигнутых технических характеристик, показателей надежности и принятия необходимых технических решений. Завершающие (натурные) испытания проводят на образцах, изготовленных по документации, передаваемой в серийное производство и эксплуатацию, в условиях, максимально приближенных к условиям реальной эксплуатации. Эти испытания дают наиболее полное представление о работоспособности и надежности элементов технической системы. Как правило, уровень отработанности определяется путем сравнения фактически достигнутых в процессе отработки значений технических характеристик и показателей надежности с их базовыми значениями. В качестве базовых выбираются значения характеристик и показателей, записанные в технические задания на разработку изделия, технические условия и программы экспериментальной отработки.