×
27.05.2014
216.012.cb38

СПОСОБ ТЕПЛОВОГО НАГРУЖЕНИЯ ОБТЕКАТЕЛЕЙ РАКЕТ ИЗ НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к способам воспроизведения аэродинамического теплового воздействия на обтекатель ракеты в наземных условиях и может быть использовано при наземных испытаниях элементов летательных аппаратов. Заявленный способ включает нагрев наружной поверхности обтекателя за счет пропускания электрического тока через эквидистантный этой поверхности нагреватель в виде токопроводящей тонкостенной оболочки переменной толщины по высоте, контактирующей с ограничителем из теплоизоляционного материала, также эквидистантным наружной поверхности обтекателя, и измерение температуры. Токопроводящая тонкостенная оболочка расположена к наружной поверхности обтекателя с зазором, в который нагнетают инертный газ под давлением, а ограничитель из теплоизоляционного материала выполнен пористым. Технический результат - расширение температурного диапазона воспроизведения теплового поля на наружной поверхности обтекателей из неметаллических материалов при наземной отработке конструкции. 1 ил.
Основные результаты: Способ теплового нагружения обтекателей ракет из неметаллических материалов, включающий нагрев наружной поверхности обтекателя за счет пропускания электрического тока через эквидистантный этой поверхности нагреватель в виде токопроводящей тонкостенной оболочки переменной толщины по высоте, контактирующей с ограничителем из теплоизоляционного материала, также эквидистантным наружной поверхности обтекателя, и измерение температуры, отличающийся тем, что токопроводящая тонкостенная оболочка расположена к наружной поверхности обтекателя с зазором, в который нагнетают инертный газ под давлением, а ограничитель из теплоизоляционного материала выполнен пористым, причем толщину токопроводящей оболочки по высоте определяют по формуле где δ -толщина нагревателя в i-м секторе; I - сила тока в электрической цепи; ρ - удельное сопротивление токопроводящего материала; R - расстояние от оси изделия до нагревателя в i-м секторе; Δh - высота i-го сектора; α - угол наклона поверхности i-го сектора относительно оси обтекателя; q - требуемая плотность теплового потока на изделии в i-м секторе; ε - степень черноты поверхности изделия в i-м секторе; c - коэффициент излучения абсолютно черного тела; T - требуемая температура на поверхности изделия в i-м секторе.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к технике наземных испытаний элементов летательных аппаратов (ЛА), а именно к способам воспроизведения аэродинамического теплового воздействия на головную часть (обтекатель) ракеты в наземных условиях.

В настоящее время воспроизведение аэродинамического нагрева осуществляется в различных установках: аэродинамических трубах, баллистических установках, плазменных установках, стендах на основе сжигания топлива (прямоточных реактивных двигателях) (Статические испытания на прочность сверхзвуковых самолетов / А.Н.Баранов [и др.]. М.: Машиностроение. 1974. 344 с; Материалы и покрытия в экстремальных условиях. Взгляд в будущее: В 3 т. Т.3. Экспериментальные исследования / Ю.В.Полежаев, С.В.Резник, А.Н.Баранов и др., Под ред. Ю.В.Полежаева и С.В.Резника. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2002. 264 с.: ил.). Испытание натурных конструкций в таких установках требует огромных материальных затрат, поэтому широкого распространения в практике наземных испытаний эти установки не получили.

Наиболее широкое распространение в практике наземных испытаний получили стенды радиационного нагрева, так как они просты в эксплуатации, позволяют достаточно легко изменять конфигурацию нагревателя в зависимости от геометрии конструкции обтекателя.

Однако стандартные стенды радиационного нагрева (на базе ламп инфракрасного излучения) имеют ряд ограничений. Для элементов летательных аппаратов сложной формы, когда геометрические размеры конструкции сравнимы с размерами нагревателей, присутствует большая погрешность задания температурного поля. Кроме того, при задании высоких температур (выше температуры смягчения кварца) инфракрасные нагреватели выходят из строя.

Наиболее близким по технической сущности является способ теплового нагружения обтекателей ракет из неметаллических материалов по патенту (Пат. №2456568 Российская Федерация, МПК7 G01M 9/04, G01N 25/72, опубл. 20.07.2012). В этом способе тепловое нагружение осуществляют за счет контакта нагревателя с испытуемым образцом, что ограничивает нагрев испытуемого объекта температурой плавления материала. Кроме того, при высоких температурах наблюдается химическое взаимодействие материала нагревателя с материалом обтекателя.

Техническим результатом заявляемого изобретения является расширение температурного диапазона воспроизведения теплового поля на наружной поверхности обтекателей из неметаллических материалов при наземной отработке конструкции.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе теплового нагружения обтекателей ракет из неметаллических материалов, включающем нагрев наружной поверхности обтекателя за счет пропускания электрического тока через эквидистантный этой поверхности нагреватель в виде токопроводящей тонкостенной оболочки переменной толщины по высоте, контактирующей с ограничителем из теплоизоляционного материала, также эквидистантным наружной поверхности обтекателя, и измерение температуры, токопроводящая тонкостенная оболочка расположена к наружной поверхности обтекателя с зазором, в который нагнетают инертный газ под давлением, а ограничитель из теплоизоляционного материала выполнен пористым, причем толщину токопроводящей оболочки по высоте определяют по формуле

где δi - толщина нагревателя в i-м секторе; I - сила тока в электрической цепи; ρ - удельное сопротивление токопроводящего материала; Ri - расстояние от оси изделия до нагревателя в i-м секторе; Δhi - высота i-го сектора; α - угол наклона поверхности i-го сектора относительно оси обтекателя; qi - требуемая плотность теплового потока на изделии в i-м секторе; ε - степень черноты поверхности изделия в i-м секторе; c0 - коэффициент излучения абсолютно черного тела; Ti - требуемая температура на поверхности изделия в i-м секторе.

При выводе формулы (1) сделано допущение, что вся энергия, выделяемая нагревателем, распределяется по наружной поверхности обтекателя. Это допущение справедливо, если теплопроводность материала ограничителя много меньше теплопроводности материала обтекателя.

Предлагаемый способ изменяет вид передачи энергии от нагревателя; передача энергии за счет непосредственного контакта преобразовывается в радиационный нагрев, так как между нагреваемой поверхностью и нагревателем образуется прозрачный зазор, в котором нагнетается инертный газ. Наличие инертного газа в зазоре под давлением при пористом ограничителе из теплоизолирующего материала приводит к тому, что материал нагревателя омывается газом. Это расширяет температурный диапазон работы нагревателя. Например, для нагревателя из углеродных тканей максимальная рабочая температура может достигать 2400°C, а для нагревателя из вольфрамовой фольги - до 3000°C.

Способ иллюстрирует схема, представленная на фигуре. Нагреватель 2 располагают между обтекателем 1 и ограничителем из теплоизоляционного материала 3, причем в зазоре между нагревателем 2 и обтекателем 1 нагнетают инертный газ, а для подачи напряжения на нагреватель 2 используют шины 4.

Заявленный способ дает возможность воспроизвести аэродинамический нагрев обтекателей ракет из неметаллических материалов при высоких температурах, например для изделий из керамики до 2000°C на наружной поверхности.

Нагреватель может быть выполнен из углеродных тканей или фольги из тугоплавких материалов, например из вольфрама или молибдена. При выполнении нагревателя из металлической фольги его поверхность должна быть перфорирована.

Способ теплового нагружения обтекателей ракет из неметаллических материалов, включающий нагрев наружной поверхности обтекателя за счет пропускания электрического тока через эквидистантный этой поверхности нагреватель в виде токопроводящей тонкостенной оболочки переменной толщины по высоте, контактирующей с ограничителем из теплоизоляционного материала, также эквидистантным наружной поверхности обтекателя, и измерение температуры, отличающийся тем, что токопроводящая тонкостенная оболочка расположена к наружной поверхности обтекателя с зазором, в который нагнетают инертный газ под давлением, а ограничитель из теплоизоляционного материала выполнен пористым, причем толщину токопроводящей оболочки по высоте определяют по формуле где δ -толщина нагревателя в i-м секторе; I - сила тока в электрической цепи; ρ - удельное сопротивление токопроводящего материала; R - расстояние от оси изделия до нагревателя в i-м секторе; Δh - высота i-го сектора; α - угол наклона поверхности i-го сектора относительно оси обтекателя; q - требуемая плотность теплового потока на изделии в i-м секторе; ε - степень черноты поверхности изделия в i-м секторе; c - коэффициент излучения абсолютно черного тела; T - требуемая температура на поверхности изделия в i-м секторе.
СПОСОБ ТЕПЛОВОГО НАГРУЖЕНИЯ ОБТЕКАТЕЛЕЙ РАКЕТ ИЗ НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
СПОСОБ ТЕПЛОВОГО НАГРУЖЕНИЯ ОБТЕКАТЕЛЕЙ РАКЕТ ИЗ НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 111 items.
27.01.2013
№216.012.2140

Антенный обтекатель

Изобретение относится к области авиационной и ракетной техники и может быть использовано при изготовлении антенных обтекателей скоростных ракет из пористой керамики. Технический результат заключается в упрощении конструкции и технологии изготовления антенного обтекателя из пористой керамики....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474013
Дата охранного документа: 27.01.2013
10.02.2013
№216.012.23a8

Устройство для пропитки движущегося волокнистого материала связующим (варианты)

Изобретение относится к устройствам для получения препрегов путем пропитки волокнистого материала связующим, может быть использовано в судо-, авиа- и машиностроении, включает в себя емкость, имеющую не менее одной щели для подачи связующего на волокнистый материал. Вдоль щели выполнено...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474630
Дата охранного документа: 10.02.2013
10.02.2013
№216.012.24d6

Антенный обтекатель

Заявленное изобретение относится к области авиационной и ракетной техники и преимущественно может быть использовано при изготовлении антенных обтекателей скоростных ракет из керамики. Техническим результатом настоящего изобретения является улучшение радиотехнических характеристик керамических...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474932
Дата охранного документа: 10.02.2013
27.02.2013
№216.012.2c28

Способ взвешивания крупногабаритных грузов со смещенным центром тяжести

Изобретение относится к весоизмерительной технике и может быть использовано для взвешивания крупногабаритных грузов со смещенным центром тяжести, в частности накладок и шпангоутов двойной кривизны. При реализации способа, который включает установку груза на площадку напольных весов, сначала...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476831
Дата охранного документа: 27.02.2013
20.06.2013
№216.012.4c19

Способ получения многофункционального покрытия на органическом стекле

Изобретение относится к области изготовления оптически прозрачных тонкопленочных покрытий из жидкой фазы на поверхности прозрачных материалов, например изделий из органических стекол, использующихся в остеклении авиационной техники. Способ получения многофункционального покрытия на органическом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485063
Дата охранного документа: 20.06.2013
10.07.2013
№216.012.53ed

Устройство для гнутья листового стекла

Изобретение относится к получению гнутых крупногабаритных стеклоизделий с цилиндрической кривизной поверхности со стрелой прогиба, равной радиусу кривизны. Технический результат изобретения заключается в предотвращении разрушения стеклозаготовок при получении крупногабаритных стеклоизделий с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487088
Дата охранного документа: 10.07.2013
10.07.2013
№216.012.53ee

Способ изгибания листового стекла

Изобретение относится к способу получения гнутых крупногабаритных стеклоизделий с цилиндрической кривизной поверхности со стрелой прогиба, равной радиусу кривизны. Технический результат изобретения заключается в улучшении оптических показателей и уменьшении механических дефектов гнутых...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487089
Дата охранного документа: 10.07.2013
10.07.2013
№216.012.53ef

Способ моллирования листового стекла

Изобретение относится к производству гнутого стекла, используемого для отражателей различного назначения. Технический результат изобретения заключается в уменьшении механических дефектов на поверхности изделий, контактирующей в процессе изгибания с формующей поверхностью формы. Нагревают печь...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487090
Дата охранного документа: 10.07.2013
10.07.2013
№216.012.53f0

Способ изготовления гнутых изделий из стекла

Изобретение относится к производству гнутого стекла, используемого в качестве отражателей различного назначения, в частности для аэродромных прожекторов. Технический результат изобретения заключается в улучшении геометрических и оптических показателей гнутого стекла. Стеклозаготовку размещают в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487091
Дата охранного документа: 10.07.2013
20.08.2013
№216.012.600c

Устройство для гнутья листового стекла

Изобретение относится к изготовлению гнутого стекла и может быть использовано в стекольной промышленности при получении защитных стекол для бортовых аэронавигационных огней самолетов. Технический результат изобретения заключается в снижении брака гнутых изделий со сложной кривизной поверхности...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490220
Дата охранного документа: 20.08.2013
Showing 1-10 of 206 items.
27.01.2013
№216.012.2140

Антенный обтекатель

Изобретение относится к области авиационной и ракетной техники и может быть использовано при изготовлении антенных обтекателей скоростных ракет из пористой керамики. Технический результат заключается в упрощении конструкции и технологии изготовления антенного обтекателя из пористой керамики....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474013
Дата охранного документа: 27.01.2013
10.02.2013
№216.012.23a8

Устройство для пропитки движущегося волокнистого материала связующим (варианты)

Изобретение относится к устройствам для получения препрегов путем пропитки волокнистого материала связующим, может быть использовано в судо-, авиа- и машиностроении, включает в себя емкость, имеющую не менее одной щели для подачи связующего на волокнистый материал. Вдоль щели выполнено...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474630
Дата охранного документа: 10.02.2013
10.02.2013
№216.012.24d6

Антенный обтекатель

Заявленное изобретение относится к области авиационной и ракетной техники и преимущественно может быть использовано при изготовлении антенных обтекателей скоростных ракет из керамики. Техническим результатом настоящего изобретения является улучшение радиотехнических характеристик керамических...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474932
Дата охранного документа: 10.02.2013
27.02.2013
№216.012.2c28

Способ взвешивания крупногабаритных грузов со смещенным центром тяжести

Изобретение относится к весоизмерительной технике и может быть использовано для взвешивания крупногабаритных грузов со смещенным центром тяжести, в частности накладок и шпангоутов двойной кривизны. При реализации способа, который включает установку груза на площадку напольных весов, сначала...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476831
Дата охранного документа: 27.02.2013
20.06.2013
№216.012.4c19

Способ получения многофункционального покрытия на органическом стекле

Изобретение относится к области изготовления оптически прозрачных тонкопленочных покрытий из жидкой фазы на поверхности прозрачных материалов, например изделий из органических стекол, использующихся в остеклении авиационной техники. Способ получения многофункционального покрытия на органическом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485063
Дата охранного документа: 20.06.2013
10.07.2013
№216.012.53ed

Устройство для гнутья листового стекла

Изобретение относится к получению гнутых крупногабаритных стеклоизделий с цилиндрической кривизной поверхности со стрелой прогиба, равной радиусу кривизны. Технический результат изобретения заключается в предотвращении разрушения стеклозаготовок при получении крупногабаритных стеклоизделий с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487088
Дата охранного документа: 10.07.2013
10.07.2013
№216.012.53ee

Способ изгибания листового стекла

Изобретение относится к способу получения гнутых крупногабаритных стеклоизделий с цилиндрической кривизной поверхности со стрелой прогиба, равной радиусу кривизны. Технический результат изобретения заключается в улучшении оптических показателей и уменьшении механических дефектов гнутых...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487089
Дата охранного документа: 10.07.2013
10.07.2013
№216.012.53ef

Способ моллирования листового стекла

Изобретение относится к производству гнутого стекла, используемого для отражателей различного назначения. Технический результат изобретения заключается в уменьшении механических дефектов на поверхности изделий, контактирующей в процессе изгибания с формующей поверхностью формы. Нагревают печь...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487090
Дата охранного документа: 10.07.2013
10.07.2013
№216.012.53f0

Способ изготовления гнутых изделий из стекла

Изобретение относится к производству гнутого стекла, используемого в качестве отражателей различного назначения, в частности для аэродромных прожекторов. Технический результат изобретения заключается в улучшении геометрических и оптических показателей гнутого стекла. Стеклозаготовку размещают в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487091
Дата охранного документа: 10.07.2013
20.08.2013
№216.012.600c

Устройство для гнутья листового стекла

Изобретение относится к изготовлению гнутого стекла и может быть использовано в стекольной промышленности при получении защитных стекол для бортовых аэронавигационных огней самолетов. Технический результат изобретения заключается в снижении брака гнутых изделий со сложной кривизной поверхности...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490220
Дата охранного документа: 20.08.2013
+ добавить свой РИД