Результат интеллектуальной деятельности: Способ углового прицеливания метательного устройства для заброса метаемых тел

Изобретение относится к области авиастроения и безопасности полетов и может быть использовано для исследования процессов ударного воздействия в процессе взлета и посадки на конструктивные элементы летательных аппаратов, в том числе при попадании на вход авиационных газотурбинных двигателей птиц, града и других посторонних предметов.

Для моделирования удара в условиях полета и придания имитатору птицы или предмета в виде метаемого тела заданной скорости используются различные устройства для их реализации и способы испытаний.

Известны устройства для имитации попадания в двигатель птиц (Ю.И. Павлов и др. «Проектирование испытательных стендов для авиационных двигателей», Москва, Машиностроение, 1979, стр. 69). Для заброса птиц на вход в двигатель испытательный стенд оборудуется устройствами для разгона тушек птиц. Устройства выполняются в виде салазок или пневматической пушки. Пневматическая пушка позволяет забрасывать в двигатель птиц массой до 2 кг при скоростях до 600 км/ч. Скорость заброса регулируется давлением сжатого воздуха в стволе пушки.

Известен способ прицеливания метательного устройства для заброса метаемых тел (RU 2614344, 2017) при испытаниях летательных аппаратов на удар. Способ включает предварительную серию забросов метательных тел и определение точки их соударений с мишенью. По совокупности точек соударений устанавливают центр группирования соударений. Корректировку положения лазерного указателя, выполняют так, чтобы световой луч указателя попадал в центр группирования соударений тел с мишенью через отверстия вставок съемных экранов ствола и совмещают ось луча прицела с центром группирования соударений, а положение мишени корректируют так, чтобы центр мишени совпал с положением центра луча лазерного указателя. Для контроля точности прицеливания выполняют серию забросов метаемых тел в мишень. Недостатком данного способа является высокая трудоемкость углового прицеливания метательного устройства, т.к. угол прицеливания к поверхности объекта испытания необходимо определять с помощью различных геодезических приборов.

Наиболее близким к предлагаемому способу является способ углового прицеливания метательного устройства для заброса метаемых тел (RU 2614204, 2017). Способ состоит из двух этапов. На первом этапе проводят предварительную серию забросов метательных тел и определение точки их соударений с мишенью, определяют центр группирования соударений. Корректировку положения лазерного указателя выполняют так, чтобы световой луч указателя попадал в центр группирования соударений тел с мишенью через отверстия вставок съемных экранов ствола и совмещают ось луча прицела с центром группирования соударений, а положение мишени корректируют так, чтобы центр мишени совпал с положением центра луча лазерного указателя. Для контроля точности прицеливания выполняют серию забросов метаемых тел в мишень. На втором этапе устанавливают вертикальную панель перед дульным срезом метательного устройства с размешенным на ней вторым лазерным указателем, затем удаляют мишень и регулируют положение второго лазерного указателя таким образом, чтобы ось его луча установилась соосно оси луча лазерного указателя метательного устройства. После чего устанавливают объект испытания на месте мишени с нанесенной точкой соударения, выставляют объект так, чтобы луч указателя метательного устройства попадал на лицевую точку удара, а луч второго указателя совпадал с точкой выхода метаемого тела, объект фиксируют и приступают к подготовке испытательных забросов.

Недостатком данного способа является высокая трудоемкость по перемещению объекта испытания в зоне испытаний в случае необходимости проведения испытаний различных областей исследования, включающих осуществление нескольких забросов метаемых тел по нескольким точкам соударений.

Техническая проблема, решаемая заявляемым изобретением, заключается в устранении указанного выше недостатка и в расширении арсенала технических средств, а именно в создании способа углового прицеливания метательного устройства для заброса метаемых тел по нескольким точкам соударений на объекте испытания без его перемещения в зоне испытаний.

Технический результат, обеспечиваемый предлагаемым изобретением, заключается в реализации его назначения, т.е. в создании способа углового прицеливания метательного устройства для заброса метаемых тел, обеспечивающего повышение точности углового прицеливания метательного устройства и уменьшение трудозатрат при проведении испытаний различных областей исследования.

Заявленный технический результат достигается за счет того, что при осуществлении способа углового прицеливания метательного устройства для заброса метаемых тел совмещают прямой и обратный световые лучи пары лазерных указателей, установленных зеркально относительно друг друга и образующих один общий луч, устанавливают метательное устройство с экранами, выполненное в виде полого ствола с казенным и дульным срезами, и настраивают его таким образом, чтобы общий луч от лазерных указателей проходил по оси отверстий в экранах метательного устройства, причем первый лазерный указатель со съемным экраном закрепляют с помощью кронштейна на первой вертикальной панели, расположенной со стороны дульного среза полого ствола, размещают объект испытания с нанесенной точкой соударения между дульным срезом полого ствола и первой панелью так, чтобы прямой световой луч попадал в точку соударения, а обратный световой луч попадал в точку выхода метаемого тела на тыльной стороне объекта испытания, фиксируют объект испытания, затем демонтируют экраны с метательного устройства и приводят его в состояние готовности для осуществления заброса метаемого тела. Согласно изобретению вторую вертикальную панель устанавливают напротив первой со стороны казенного среза полого ствола и закрепляют на ней с помощью кронштейна второй лазерный указатель со съемным экраном, на первой и второй вертикальных панелях закрепляют по меньшей мере одну дополнительную пару лазерных указателей, а на объект испытания наносят по меньшей мере одну дополнительную точку соударения, причем количество пар зеркально установленных лазерных указателей выбирают в соответствии с количеством нанесенных точек соударений на объекте испытания, после выполнения заброса метательное устройство перемещают в новое положение, повторяют его настройку и производят следующий заброс.

Указанные существенные признаки обеспечивают решение поставленной технической проблемы с достижением заявленного технического результата, так как только совокупность всех действий и операций, описывающая изобретение, позволяет повысить точность углового прицеливания метательного устройства и уменьшить трудозатраты при проведении испытаний различных областей исследования.

Настоящее изобретение поясняется подробным описанием способа углового прицеливания метательного устройства для заброса метаемых тел и системы, реализующей способ, со ссылкой на фигуры 1-2, где

на фиг. 1 представлена схема системы углового прицеливания метательного устройства при испытаниях с двумя точками соударений;

на фиг. 2 представлена схема системы углового прицеливания метательного устройства при испытаниях с девятью точками соударений.

На фиг. 1-2 приняты следующие обозначения:

1 - полый ствол метательного устройства;

2 - казенный срез метательного устройства;

3 - дульный срез метательного устройства;

4 - съемный экран, размещенный на казенном срезе 2 метательного устройства;

5 - съемный экран, размещенный на дульном срезе 3 метательного устройства;

6 - полупрозрачная вставка с отверстием по центру, размещенная на съемном экране 4;

7 - полупрозрачная вставка с отверстием по центру, размещенная на съемном экране 5;

8 - первая вертикальная панель;

9 - вторая вертикальная панель;

10 - лазерный указатель, установленный на вертикальной панели 8;

11 - лазерный указатель, установленный на вертикальной панели 9;

12 - съемный экран лазерного указателя 10;

13 - съемный экран лазерного указателя 11;

14 - полупрозрачная вставка с отверстием по центру, размещенная на съемном экране 12;

15 - полупрозрачная вставка с отверстием по центру, размещенная на съемном экране 13;

16 - скоростная телекамера с видоискателем;

17 - кронштейн для закрепления лазерного указателя 10;

18 - кронштейн для закрепления лазерного указателя 11;

19 - точка соударения;

20 - точка выхода метаемого тела;

21 - объект испытания;

22 - дополнительный лазерный указатель, установленный на вертикальной панели 8;

23 - дополнительный лазерный указатель, установленный на вертикальной панели 9.

Система углового прицеливания метательного устройства для заброса метаемых тел при испытаниях на удар содержит метательное устройство, которое выполнено в виде полого ствола 1 с казенным 2 и дульным 3 срезами (см. фиг. 1). Метательное устройство снабжено съемными экранами 4, 5, размещенными на казенном 2 и дульном 3 срезах ствола 1 и оборудованными полупрозрачными вставками 6, 7 с отверстиями по центру. При этом экраны 4, 5 имеют возможность регулирования и фиксирования своего положения (не показано). Система содержит первую вертикальную панель 8 и вторую вертикальную панель 9, на которых зеркально закреплена пара лазерных указателей 10, 11 со съемными экранами 12, 13, оборудованными полупрозрачными вставками 14, 15 с отверстием по центру, и скоростную телекамеру 16 с видоискателем. Лазерные указатели 10, 11 закреплены на панелях 8, 9 с помощью кронштейнов 17, 18, а количество пар зеркально установленных лазерных указателей выбирают в соответствии с количеством нанесенных точек 19 соударений на объекте 21 испытания. Панели 8, 9 выполнены с возможностью закрепления на них съемных экранов 12, 13 лазерных указателей 10, 11 соответственно. Скоростная телекамера 16 установлена со стороны ствола 1 под острым углом к его оси и направлена видоискателем на точку 19 соударения, нанесенную на фронтальной стороне объекта 21 испытания. Скоростная телекамера 16 с видоискателем выполнена с возможностью подстройки для каждой точки 19 соударения.

Способ углового прицеливания метательного устройства для заброса метаемых тел реализуется следующим образом. Совмещают прямой и обратный световые лучи пары лазерных указателей 10, 11, установленных зеркально относительно друг друга на вертикальных панелях 8, 9 и образующих один общий луч. Устанавливают метательное устройство с экранами 4, 5, выполненное в виде полого ствола 1 с казенным и дульным срезами 2, 3, и настраивают его таким образом, чтобы общий луч от лазерных указателей 10, 11 проходил по оси отверстий в экранах 4, 5 метательного устройства (см. фиг. 1). Причем первый лазерный указатель 10 со съемным экраном 12 закрепляют с помощью кронштейна 17 на первой вертикальной панели 8, расположенной со стороны дульного среза 3 полого ствола 1, а второй лазерный указатель 11 со съемным экраном 13 закрепляют с помощью кронштейна 18 на второй вертикальной панели 9, которую устанавливают напротив первой панели 8 со стороны казенного среза 2 полого ствола 1. Размещают объект 21 испытания с нанесенной точкой 19 соударения между дульным срезом 3 полого ствола 1 и первой панелью 8 так, чтобы прямой световой луч попадал в точку 19 соударения, а обратный световой луч попадал в точку 20 выхода метаемого тела на тыльной стороне объекта 21 испытания.

На первой и второй вертикальных панелях 8, 9 закрепляют по меньшей мере одну дополнительную пару лазерных указателей 22, 23, а на объект 21 испытания наносят по меньшей мере одну дополнительную точку 19 соударения, причем количество пар зеркально установленных лазерных указателей выбирают в соответствии с количеством нанесенных точек соударений на объекте 21 испытания.

Далее фиксируют объект 21 испытания, демонтируют экраны 4, 5 с метательного устройства и приводят его в состояние готовности для осуществления заброса метаемого тела. После выполнения заброса метательное устройство перемещают в новое положение, повторяют его настройку и производят следующий заброс.

Ниже представлен пример реализации способа углового прицеливания метательного устройства для заброса метаемых тел. В качестве объекта 21 испытания исследовали кабину самолета с девятью нанесенными точками 19 соударений (см. фиг. 2). Испытания проводились в цилиндрической барокамере с внутренним диаметром 5,7 м. Габариты кабины 3,5×3,5×3,3 м. Перемещение кабины внутри барокамеры очень трудоемко и невозможно на значительные расстояния. На кабине были заранее нанесены точки 19 соударений и точки 20 выхода метаемых тел. На первой и второй панелях 8, 9 были размечены и установлены девять пар лазерных указателей с экранами и полупрозрачными вставками с отверстиями по центру для совмещения прямого и обратного световых лучей в один общий луч. Метательное устройство установили таким образом, чтобы общий луч от лазерных указателей проходил по оси отверстий в экранах 4, 5 на казенном и дульном срезах 2, 3 полого ствола 1. Далее разместили кабину между дульным срезом 3 полого ствола 1 и первой панелью 8 так, чтобы одна из точек 19 соударения совместилась с соответствующим прямым лучом, а точка 20 выхода метаемого тела совместилась с обратным световым лучом. Кабину и метательное устройство зафиксировали. С метательного устройства демонтировали экраны 4, 5 и привели его в состояние готовности для осуществления заброса метаемого тела. После выполнения заброса метательное устройство переместили в новое положение, повторили его настройку и произвели следующий заброс. Всего было осуществлено девять забросов.

Таким образом, проведенные испытания показали, что предлагаемый способ углового прицеливания метательного устройства для заброса метаемых тел обеспечивает высокую степень точности углового прицеливания метательного устройства и уменьшение трудозатрат при проведении испытаний различных областей исследования, включающих осуществление нескольких забросов метаемых тел по нескольким точкам соударений.