CC BY
116
УДК 629.7.018.4
ОСОБЕННОСТИ ПРОВЕРКИ ИЗДЕЛИЙ РАКЕТНО-КОСМИЧЕСКОЙ ТЕХНИКИ НА ВИБРОПРОЧНОСТЬ
М. А. Зайцев, Д. В. Остапенко, Д. С. Швецова, Т. А. Королева, В. Ю. Журавлев
Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
E-mail: maksimka.zaicev95@mail.ru
Рассматриваются установки для вибрационных испытаний на прочность, а также было проведено испытание датчика ориентации на новом оборудовании.
Ключевые слова: ракетно-космическая техника, космический аппарат, виброиспытания, вибростенд, вибропрочность.
PARTICULARITIES OF TESTS OF SPACE-ROCKET TECHNOLOGY PRODUCTS
FOR VIBRATION STRENGTH
M. A. Zaycev, D. V. Ostapenko, D. S. Shvetsova, T. A. Korolyova, V. U. Zhuravlev
Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: maksimka.zaicev95@mail.ru
The paper deals with the plants for vibration strength tests, and authors tested orientation sensor on new stand.
Keywords: space-rocket technology, space machine, vibration tests, vibration stand, vibration strength.
Современные изделия ракетно-космической техники представляют собой сложную техническую систему. В процессе проектирования и экспериментальной отработки необходимо обеспечить ее надежное функционирование и прочность при наименьшей массе. При работе изделия возможно возникновение вибрации, вызывающее механические повреждения и нарушение режима работы, а в отдельных случаях могут стать причиной поломки или отказа системы. Подтверждение работоспособности на всех стадиях эксплуатации изделия достигается проведением испытаний при имитации внешних воздействий.
В настоящее время существует множество типов испытаний изделий на вибростойкость, однако все из них можно разделить на три типа [1]:
1) испытания, в которых на объект воздействуют сигналом, описываемым базовой математической моделью - синус, широкополосная случайная вибрация (шсв), классический удар;
2) испытания, в которых на объект воздействуют сигналом, описываемым совокупностью двух или трех базовых моделей - смешанные испытания, виброудар (имитация стрелково-пушечного воздействия);
3) испытания, в которых на объект воздействуют сигналом, описываемым акселерограммой (испытания с воспроизведением заданной акселерограммы).
Испытания крупногабаритных конструкций большой массы проводят с использованием электрогидравлических вибростендов, а для испытаний элементов меньшей массы используются менее мощные вибростенды на базе электродинамических вибраторов.
Гидравлический вибростенд SY-70 представляет собой установку для динамических испытаний, оснащен электрогидравлическим сервоклапаном, который позволяет преобразовывать энергию рабочей жидкости высокого давления в кинетическую энергию для обеспечения
Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2018. Том 1
возвратно-поступательного движения исполнительного механизма. Данный стенд подходит для моделирования воздействия вибрации на различные образцы: космические аппараты (КА), приборы аэрокосмической промышленности, автомобили, стальные конструкции, механические и электрические изделия - в реальных условиях эксплуатации.
Электродинамический вибростенд (рис. 1) состоит:
- из стенда, на который крепят объект и датчики - акселерометры;
- усилителя, основная задача которого подвести необходимую мощность к стенду;
- системы управления вибрацией (СУВ), основная задача которой следить за тем, чтобы сигнал, получаемый с акселерометра, соответствовал заданию пользователя, и корректировать сигнал, подаваемый на усилитель.
- компьютера, с помощью которого пользователь устанавливает задания и который управляет ходом испытания, отображает результаты испытания - графики измерений, погрешности и т. д.
Рис. 1. Общая схема вибрационной электродинамической установки
В ходе испытаний за короткое время необходимо воспроизвести заданные характеристики вибраций в широком диапазоне частот и с достаточно высокой точностью [2]. Решение данной невозможно без применения автоматизированных систем управления виброиспытаниями.
Рассмотрим проведение испытаний на примере вибростенда СУВ - ВС-207. ВС-207 выбрана для примера, так как данная система реализуют все существующие типы испытаний [3], кроме того, программное обеспечение «У18ргоЬе» предоставляет наиболее полные возможности для оценки качества воспроизведения испытаний.
Для проведения испытаний с помощью ВС-207 было выбрано изделие. К нему в обоих случаях (рис. 2, 3) была приложена одинаковая нагрузка.
В данной вибрационной установке подготовку и проведение испытаний осуществляют в следующем порядке:
1) установка контроллера ВС-207 и подключение кабеля локальной вычислительной сети, связанной с управляющим персональным компьютером, на котором выполняется управляющая программа У18РгоЬе;
2) подключение контроллера к стенду и датчикам перегрузок;
3) подсоединение выхода контроллера к входу стенда;
4) проверка соединения цепей питания измерительной аппаратуры и комплекса СУВ;
5) для проведения испытания пользователь должен выбрать или создать требуемую конфигурацию датчиков, стенд и проект испытания;
6) при запуске испытания система проверяет соответствие задания на испытание параметрам стенда и конфигурации каналов, опрашивает готовность контроллера и сети и начинает испытание.
В результате были получены графики зависимости ускорения от частоты при успешном выполнении испытания (рис. 2) и с разрушением изделия (рис. 3). В ходе успешных испытаний изделие подвергалось вибрационным нагрузкам по оси 2, длительность которых была в 3 раза больше (255 с), чем при разрушающих испытаниях по оси X (84 с).
Рис. 2. График выполнения: ускорение от частоты (успешные испытания)
Рис. 3. График выполнения: ускорение от частоты (разрушающие испытания)
Библиографические ссылки
1. Виброиспытания космических аппаратов / Б. П. Соустин, Н. А. Тестоедов, А. Г., Рудо-мёткин и др. М. : Наука, 2000. 171 с.
2. Бакулин Я. Ю., Журавлев В. Ю. Виброиспытания изделий ракетно-космической техники // Решетневские чтения : материалы XVIII Междунар. науч. конф., посвящ. 90-летию со дня рождения генер. конструктора ракет-космич. систем акад. М. Ф. Решетнева (11-14 нояб. 2014, г. Красноярск): в 3 ч. / под общ. ред. Ю. Ю. Логинова ; Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2014. Ч. 1. 530 с
3. Система управления виброиспытаниями ВС-207 : руководство по эксплуатации. ВАПМ.466961.001 РЭ. Смоленск, 2013.
© Зайцев М. А., Остапенко Д. В., Швецова Д. С., Королева Т. А., Журавлев В. Ю., 2018
