CC BY
49Пьезоэлектрический генератор может работать на основе эффекта Казимира [7]. В этом случае пьезоэле-менты не подвергаются механическому воздействию.
Известны пьезогенераторы [8], в которых вращается одно из биморфных пьезоэлектрических колец, а между кольцами расположены ролики из пьезоэлек-триков. Данное техническое решение может быть использовано в качестве пьезогенератора, причем механическое усилие создается за счет центробежной силы, действующей на вращающееся внутреннее би-морфное кольцо.
Энергия ионистора определяется по известной формуле. Если предположить, что при разряде вся накопленная электрическая энергия превратится в энергию ударной волны и тепловую энергию, то увеличится скорость истечения продуктов сгорания, а значит, и тяга двигателя.
Для испытания представленной выше установки была изготовлена модель, в которой вместо воздухозаборника был установлен баллон со сжатым воздухом. Испытания модели подобной конструкции подтвердили правильность заложенных технических решений. Двигатель позволит достичь сверзвуковых и гиперзвуковых скоростей летательного аппарата, уменьшить потребление водорода.
Библиографические ссылки
1. Дулепов Н. П., Ланшин А. И., Луковников А. В., Семёнов В. Л. Харчевникова Г. Д., Фокин Д. Б., Сун-цов П. С. Эффективность применения двухрежимного ГПВРД в составе комбинированной силовой установки авиационно-космической системы // Вестник машиностроения. 2011. № 8. С. 51-57.
2. Шор А. Ставка на гиперзвук // Популярная механика. 2013. № 1. С. 96-99.
3. Санников В. Серийное будущее // Популярная механика. 2008. № 9. С. 100-104.
4. Патент РФ № 2122651. Прямоточный воздушно-электрический реактивный двигатель / Кириллов Л. И. Опубл. 27.11.1998.
5. Мамонтов Д. Космический марш для плазмы и геликона: плазменный двигатель Батищева // Популярная механика. 2010. № 2. C. 35-37.
6. Райзер Ю. П. Физика газового разряда. М. : Наука, 1987. 320 с.
7. Патент РФ № 2499350. Пьезоэлектрический генератор постоянного тока на основе эффекта Казимира / Ской В. Р. Опубл. 20.11.2013.
8. Патент РФ № 2264687. Пьезогенератор / Туры-шев Б. И., Соловьёв А. П.
References
1. Dulepov N. P., Lanshina A. I., Lukovnikov A. V., Semenov V. L., Kharchevnikova G. D., Fokin D. B., Suntsov P. S. Effectivnostprimeneniydvuchregimnogo GPBRD v sostavekombinirovannoysilovoyustanovkiavia-cionno-kosmicheskoysistemy (The effectiveness of the dual-mode scramjet in a combination power plant aerospace system) // Vestnik engineering, 2011. № 8, p. 51-57.
2. Adam Shore. Stavkanagiperzvuk(Bet on hyper) // Popular Mechanics. 2013. № 1, p. 96-99.
3. Sannikov, V. Seriynoebudushee(Serial future) // PopularMechanics. 2008, № 9, p. 100-104.
4. Kirillov L. I. (1998), Prymotochniyvozdushniyelec-tricheskiy (Line air electric jet engine), RU, Pat. № 2122651.
5. Mamontov D. Kosmicheskiy marsh dlyplazmyigeli-cona(Space March for plasma and helicon: plasma thruster Batishcheva). Popular Mechanics, 2010, № 2, p. 35-37.
6. Raiser Y. P. Phizikagazovogorazryda(Physics of gas discharge). M. : Science, 1987. 320 p.
7. Scoy V. R. (2013), Pezoelectricheskiy generator postoynnogotoka (The piezoelectric constant current generator based on the Casimir effect), RU, Pat. № 2499350.
8. Turishev B. I. Pezogenerator. RU, Pat. № 2264687.
© Надараиа Ц. Г., Шестаков И. Я., Бабкина Л. А., 2014
УДК 621.372.8
НАНЕСЕНИЕ ТОКОПРОВОДЯЩЕГО ПОКРЫТИЯ НА ВНУТРЕННЮЮ ПОВЕРХНОСТЬ
ВОЛНОВОДА МАЛОГО СЕЧЕНИЯ
А. В. Оськин, И. И. Хоменко, А. В. Гирн
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660014, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
Е-шаП: [email protected]
Рассмотрены особенности нанесения токопроводящего покрытия на внутреннюю поверхность волновода малого сечения. Предложен новый способ нанесения токопроводящего покрытия. Описаны основные его преимущества.
Ключевые слова: металлизация, волноводы, токопроводящее покрытие.
Решетневскуе чтения. 2014
ELECTROCOATING DEPOSITION ON THE INNER SURFACE OF LIGHT SECTION WAVEGUIDE
A. V. Oskin, I. I. Khomenko, A. V. Girn
Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660014, Russian Federation. E-mail: [email protected]
The specific features of electrocoating on the inner surface of the waveguide of a small section size are demonstrated. A new method of electrocoating is proposed and its main advantages are described.
Keywords: plating, waveguides, electrocoating.
Существует проблема нанесения покрытия на внутреннюю поверхность волноводных трактов малого сечения. Волновод - это искусственный или естественный канал, при распространении вдоль которого электрическая волна слабо затухает. Одним из главных требований при создании волновода является наличие на внутренней поверхности качественного токопроводящего покрытия равномерной толщины в 6-9 мкм по всей длине, согласно ГОСТ 9.303-84. Это покрытие служит для поддержания качества сигнала, т. е. оно должно предотвратить искажение и затухание волны. Нанести токо-проводящее покрытие можно с помощью гальваники или вакуумного напыления. При этом важным недостатком гальваники является загрязнение покрытия газовыми и другими продуктами электролиза [1].
Разработан способ, позволяющий нанести равномерное покрытие по всей длине волновода. Напыление производится в вакууме с использованием вольфрамовой проволоки в качестве испарителя. На проволоку гальваническим способом предварительно нанесен тонкий слой материала покрытия, например Ag [4].
Волновод помещают в вакуумную камеру и предварительно производят обработку в тлеющем разряде при остаточном давлении 1 • 10-2 - 1 • 10-3 мм. рт. ст. в течение 20-25 мин для очищения поверхности волновода.
При достижении давления в вакуумной камере 110-4 мм. рт. ст. нагревают волновод до температуры 200-250 °С для улучшения адгезионных свойств напыляемой поверхности. По мере стабилизации давления вакуума на уровне 5 10-5 мм. рт. ст. начинают испарение серебра, при этом температура испарителя должна составлять 1000-1100 °С [5].
Нанесенный слой металла (особенно с высокой электропроводностью: Си, Ag, А1 и др.) уменьшает сопротивление испарителя. И для обеспечения конкретной температуры испарения необходима большая плотность тока, что приводит к необходимости использования более мощных источников питания [2].
Учитывая, что на проволоку наносится небольшое количество серебра, получить большую толщину покрытия за один цикл испарения невозможно. Много -кратное испарение требует установки новых испарителей, что связано с разгерметизацией вакуумной камеры. Это приводит к увеличению времени и ухудшению качества покрытия. Устранить это позволяет применение испарителя длиной до нескольких метров и устройства перемещения его вдоль покрываемой поверхности (см. рисунок).
Покрываемая деталь 1 устанавливается в приспособлении с помощью керамических изоляторов 3.
Перемещение вольфрамовой проволоки с металлическим покрытием (испарителя 2) осуществляется подающим 5, приемным 6 барабанами и электроприводом 7.
Электроэнергия подводится от низковольтного трансформатора через роликовые медные токоподводы 4.
Электропривод обеспечивает устранение провисания испарителя, возникающее в процессе его разогрева. Затем испаритель перемещается на расстояние, равное длине детали, подается напряжение, и производится испарение металла.
Далее вновь следует перемещение и испарение. Количество перемещений определяется требуемыми характеристиками и необходимой толщиной покрытия [3; 6; 7].
Схема конструкции установки испарителя вдоль канала волновода
Разработанное устройство позволяет наносить то-копроводящее покрытие на внутреннюю поверхность волноводов малого сечения. К его достоинствам относятся компактность, низкие энергозатраты и возможность автоматизации процесса. Устройство можно монтировать на вакуумных установках с термическим испарением и камерой соответствующих размеров (УВ-18, УВМ-15 и др.).
Библиографические ссылки
1. Айзенберг Г. 3. Антенны ультракоротких волн. М. : Связьиздат, 1957. С. 32-34.
2. Бушминский И. П. Изготовление элементов конструкций СВЧ. Волноводы и волноводные устройства. М. : Высш. шк., 1974. С. 144-170.
3. Василенко Н. В. Механические системы вакуум-но-космических роботов и манипуляторов : учеб. пособие для вузов. В 2 т. Т. 1. Томск : Раско, 1998. С. 58-61.
4. Ефимов И. Е., Шермина Г. А. Волноводные линии передачи. М. : Связь, 1979. С. 84.
5. Костржицкий А. И., Карпов В. Ф., Кабанченко М. П. и др. Справочник оператора установок по нанесению покрытий в вакууме. М. : Машиностроение, 1991. С. 176.
6. Технология композиционных материалов : учеб. пособие / А. С. Янюшкин, Д. А. Рычков, Т. Т. Ереско, Н. П. Петров. Братск : Изд-во БрГУ, 2012. 152 с.
7. Сравнительный анализ способов формирования проводящего покрытия внутренней поверхности вол-
новода малого сечения / Я. И. Бульбик, Т. Т. Ереско, С. И. Трегубов, И. И. Хоменко // Вестник СибГАУ. 2005. № 3. С. 201-205.
References
1. Ajzenberg G. 3. Antenny ul'trakorotkih voln. M. : Svjaz'nzdat, 1957. P. 32-34.
2. Bushminskij I. P. Izgotovlenie jelementov kon-strukcij SVCh. Volnovody i volnovodnye ustrojstva. M. : Vysshaja shkola, 1974. P. 144-170.
3. Vasilenko N. V. Mehanicheskie sistemy vakuumno-kosmicheskih robotov i manipuljatorov. T. 1 : uchebnoe posobie dlja vuzov : v 2 t. Tomsk : Rasko, 1998. P. 58.
4. Efimov I. E., Shermina G. A. Volnovodnye linii peredachi. M. : Svjaz', 1979. P. 84.
5. Kostrzhickij A. I., Karpov V. F., Kabanchenko M. P. i dr. Spravochnik operatora ustanovok po naneseniju pok-rytij v vakuume. M. : Mashinostroenie, 1991. P. 43.
6. Tekhnologiya of composite materials : the manual / A. S. Yanyushkin, D. A. Rychkov, T. T. Eresko, N. P. Petrov. Bratsk : BrGU, 2012. 152 p.
7. The comparative analysis of ways of formation of the carrying-out covering of an internal surface of a wave guide of small section / Ya. I. Bulbik, T. T. Eresko, S. I. Tregubov, I. I. Homenko // Vestnik SibGAU. 2005. № 3, p. 201-205.
© Оськин А. В., Хоменко И. И., Гирн А. В., 2014
УДК 539.3
ПРОДОЛЬНО-ПОПЕРЕЧНЫЙ ИЗГИБ СТЕРЖНЯ ПРИ ЕГО ВРАЩЕНИИ В ЦЕНТРИФУГЕ
Р. А. Сабиров
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660014, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
E-mail: [email protected]
Разработан вариационно-разностный метод расчета устойчивости прямолинейных стержней на осевые инерционные нагрузки. Дискретная задача приводится к обобщенной проблеме собственных чисел. Разработан алгоритм формирования матриц жесткости и внутренних усилий, основанный на единых свойствах вариаций функционала. Вычислены критические угловые скорости для стержней, вращающихся в барабане центрифуги.
Ключевые слова: расчет стержней, устойчивость, вариационно-разностный метод.
LONGITUDINALLY CROSS BEND OF THE CORE AT ITS ROTATION IN THE CENTRIFUGE
R. А. Sabirov
Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660014, Russian Federation E-mail: [email protected]
The variation and differential method of calculation of stability of rectilinear cores on axial inertial loadings is developed. The discrete task is given to the generalized problem of own numbers. The algorithm offormation of matrixes of rigidity and the internal efforts, based on uniform properties of variations of functionality is developed. Critical angular speeds for the cores rotating in a drum of the centrifuge are calculated.
Purpose: to develop a method of calculation of cores on inertial loadings.
Keywords: calculation of cores, stability, variation and differential method.
