×
02.03.2020
220.018.07dc

Результат интеллектуальной деятельности: Способ тепловых испытаний керамических обтекателей

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к способам воспроизведения аэродинамического теплового воздействия на обтекатель летательного аппарата в наземных условиях. Заявлен способ тепловых испытаний керамических обтекателей, который включает нагрев наружной поверхности по заданному режиму и измерение температуры. Для изделий из партии при нагреве синхронно с измерением температуры наружной и внутренней поверхностей регистрируются диаметральные перемещения в заданных сечениях. При этом температурный режим задается по температуре наружной поверхности, а для следующих изделий, подлежащих испытанию, в случае выхода из строя термопар в обратной связи тепловой режим задается по уровню диаметральных перемещений, полученных по результатам испытаний предыдущих изделий из партии. Причем качество испытания всей партии оценивается по разнице минимума и максимума всех результатов измерения диаметральных перемещений по всей партии. Технический результат - повышение точности контроля теплового нагружения керамических оболочек вращения за счет контроля косвенных параметров, определяющих тепловое нагружение, погрешность измерения которых мала. 1 ил.

Изобретение относится к способам моделирования и управления тепловыми процессами и может использоваться при тепловых испытаниях оболочек летательных аппаратов.

Известны способы контроля теплового нагружения авиационных конструкций при моделировании аэродинамического нагрева, распространяющегося на методы внешнего нагрева (инфракрасный, конвективный и за счет теплообмена теплопроводностью через контакт с нагретым телом), например способы по патентам РФ №№ 2626406, 2646245, 2599460, 2632031, 2531052, 2676385, 2571442, 2451971, 2517790, 2525844, 2548617. Эти способы заключаются в том, что тождественность нагрева по заданному режиму определяется по равенству заданных и контролируемых в процессе нагрева условий теплообмена на границах конструкции. Один из этих способов заключается в контроле распределения плотности теплового потока через каждый элемент поверхности (граничное условие второго рода), другой – в контроле распределения температуры (граничное условие первого рода).

К недостаткам контроля граничного условия второго рода сложность измерения плотности тепловых потоков в установках радиационного нагрева, поэтому при тепловых испытаниях обтекателей в установках радиационного нагрева тепловые режимы задаются по температуре фронтальной поверхности.

Способ контроля граничных условий первого рода тоже обладает недостатком – это большая погрешность методов измерения температуры на внешней поверхности неметаллических материалов, например керамики, связанных с разностью теплофизических свойств материала объекта испытаний и контактного термоприемника.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является «Способ тепловых испытаний обтекателей ракет из неметаллических материалов" по патенту РФ №2632031, МПК G01N 25/72, публикация от 02.10.2017 г.

В прототипе для повышения точности задания температурного поля на фронтальной поверхности применяется продув оболочки со стороны носка и со стороны отражательных экранов инфракрасных нагревателей, т.е. техническое решение направлено на повышение точности задания граничных условий. Из сказанного следует, что прототип по патенту №2632031 обладает теми же недостатками, что и другие способы при задании граничных условий первого рода.

Целью настоящего изобретения является повышение точности контроля теплового нагружения керамических оболочек вращения за счет контроля косвенных параметров, определяющих тепловое нагружение, погрешность измерения которых мала. Например, изменение диаметра внутренней поверхности оболочки вследствие теплового расширения.

Поставленная цель достигается тем, что предложен способ тепловых испытаний керамических обтекателей, включающий нагрев наружной поверхности по заданному режиму и измерение температуры, отличающийся тем что для изделий из партии при нагреве синхронно с измерением температуры наружной и внутренней поверхностей регистрируются диаметральные перемещения в заданных сечениях, при этом температурный режим задается по температуре наружной поверхности, а для следующих изделий подлежащих испытанию в случае выхода из строя термопар в обратной связи, тепловой режим задается по уровню диаметральных перемещений, полученных по результатам испытаний предыдущих изделий из партии, причем качество испытания всей партии оценивается по разнице минимума и максимума результатов измерения диаметральных перемещений по всей партии.

В основу предлагаемого способа положена зависимость перемещения внутренней поверхности оболочки от среднеинтегральной температуры по стенке оболочки. Согласно (А.Д. Коваленко. Термоупругость.- К.: Вища школа. -1975, - с.88.) зависимость радиального перемещения точек цилиндрической оболочки от температурного профиля по стенке имеет вид:

, (1)

где , , , – средний коэффициент линейного теплового расширения в интервале температур , – коэффициент Пуассона, – внешний радиус цилиндра, – относительный радиус, – начальная температура.

Из формулы (1) вытекает зависимость изменения диаметра внутренней поверхности (ρ = ρ1):

, (2)

где r1 – внутренний радиус цилиндра.

Формулу (2) можно преобразовать к виду:

; (3)

где .

Формула (3) показывает, что изменение диаметра пропорционально изменению среднеинтегральной температуры по стенке оболочки.

Одним из условий тождественности теплового нагружения является равенство фактически получаемых значений температур и значений заданного температурного профиля по стенке оболочки в процессе нагрева. В то же время, равенству температурного профиля по стенке в процессе внешнего нагрева при одних и тех же теплофизических характеристиках, начальных условиях и геометрии оболочки соответствует равенство среднеинтегральных температур. Учитывая это, а также выражение (3), можно утверждать, что равенство радиального перемещения внутренней поверхности оболочки заданным значениям в процессе тепловых испытаний является условием тождественности внешнего нагрева.

Схематично способ контроля представлен на фигуре.

Перед тепловыми испытаниями внутрь оболочки 1 монтируется охлаждаемый датчик линейных перемещений 2. Нагрев осуществляется нагревателем, состоящим из инфракрасных излучателей 3 и отражательных экранов 4 причем в процессе нагрева фронтальной поверхности оболочки 1 регистрируются показания датчика перемещений 2. Далее, сравнивая полученные данные с эталонными значениями, производится корректировка нагрева в ручном или автоматическом режиме. Цифрами 5 обозначены термопары на фронтальной поверхности, а цифрой 6 термопары на внутренней поверхности оболочки.

Представленный способ может быть использован для контроля внешнего нагрева керамических оболочек вращения при тепловых испытаниях различными методами нагрева: инфракрасным, конвективным и теплопроводностью через контакт с нагретым телом. Кроме того, способ может быть использован для оценки качества теплопрочностных испытаний данного типа обтекателей во времени.

Способ тепловых испытаний керамических обтекателей, включающий нагрев наружной поверхности по заданному режиму и измерение температуры, отличающийся тем, что для изделий из партии при нагреве синхронно с измерением температуры наружной и внутренней поверхностей регистрируются диаметральные перемещения в заданных сечениях, при этом температурный режим задается по температуре наружной поверхности, а для следующих изделий, подлежащих испытанию, в случае выхода из строя термопар в обратной связи тепловой режим задается по уровню диаметральных перемещений, полученных по результатам испытаний предыдущих изделий из партии, причем качество испытания всей партии оценивается по разнице минимума и максимума результатов измерения диаметральных перемещений по всей партии.
Способ тепловых испытаний керамических обтекателей
Способ тепловых испытаний керамических обтекателей
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 11-19 из 19.
14.05.2020
№220.018.1ca4

Способ управления нагревом при тепловых испытаниях керамических обтекателей

Изобретение относится к технике наземных испытаний элементов летательных аппаратов (ЛА), а именно к способам воспроизведения аэродинамического теплового воздействия на головную часть ракеты в наземных условиях. Заявлен способ управления нагревом при тепловых испытаниях керамических...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002720738
Дата охранного документа: 13.05.2020
20.05.2020
№220.018.1e30

Способ изготовления изделий из эпоксидно-керамического материала

Изобретение относится к технологии изготовления крупногабаритных сердечников для формования керамических заготовок (либо модели для изготовления пористых форм) из эпоксидно-керамического материала. Способ включает нанесение на металлический каркас изделия внутреннего слоя эпоксидной смолы с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002721051
Дата охранного документа: 15.05.2020
21.06.2020
№220.018.28d7

Оснастка для формования крупногабаритных изделий из композиционного материала

Изобретение относится к авиационной и аэрокосмической технике, а именно к оснасткам для изготовления крупногабаритных корпусных деталей из полимерных композиционных материалов для отсеков космических кораблей, и может быть использовано при изготовлении замкнутых конструкций оболочечного типа....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002723879
Дата охранного документа: 17.06.2020
31.07.2020
№220.018.3a3b

Способ изготовления термостойкой керамики

Изобретение относится к области технической керамики и может быть использовано для изготовления огнеупорных форсунок, сопел, втулок для распыления металлических расплавов, дозаторов для непрерывной разливки сталей, тиглей для индукционной плавки драгметаллов и промышленных сплавов, деталей,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002728431
Дата охранного документа: 29.07.2020
12.04.2023
№223.018.49ae

Способ ультразвукового неразрушающего контроля качества изделий из стеклопластиков

Использование: для ультразвукового неразрушающего контроля качества изделий из стеклопластиков. Сущность изобретения заключается в том, что выполняют излучение импульсов ультразвуковых колебаний излучателем, прием импульсов, прошедших в изделии, приемником, измерение скорости их...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002760512
Дата охранного документа: 25.11.2021
16.05.2023
№223.018.6362

Способ соединения керамического изделия с металлическим шпангоутом

Изобретение относится к области авиационной и ракетной техники и может быть использовано при изготовлении сложнопрофильных керамических изделий типа обтекателей высокоскоростных летательных аппаратов различных классов. Предложен способ соединения керамического изделия с металлическим...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002779164
Дата охранного документа: 05.09.2022
02.06.2023
№223.018.756c

Способ получения изделий из стеклокристаллического материала литийалюмосиликатного состава

Изобретение относится к производству керамических изделий радиотехнического назначения типа оболочки головного антенного обтекателя скоростных ракет. Предложен способ получения изделий из стеклокристаллического материала литийалюмосиликатного состава, который включает измельчение предварительно...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002768554
Дата охранного документа: 24.03.2022
17.06.2023
№223.018.7ea4

Способ обезгаживания и активирования газопоглотителя в рентгеновской трубке и катод рентгеновской трубки для его осуществления

Изобретение относится к области вакуумной технологии для поддержания высокого вакуума в различных приборах, в частности к области вакуумирования металлокерамических рентгеновских трубок. Технический результат - повышение эффективности активирования геттеров в рентгеновских трубках, увеличение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002775545
Дата охранного документа: 04.07.2022
17.06.2023
№223.018.7fc6

Вакуумный пост для изготовления электровакуумного прибора

Изобретение относится к вакуумной технике и предназначено для изготовления и герметизации электровакуумных приборов (ЭВП). Технический результат - повышение надежности и качества откачки, вакуумирования и диффузионной сварки штенгеля ЭВП, снижение неустранимого брака, упрощение конструкции...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002768364
Дата охранного документа: 24.03.2022
Показаны записи 121-130 из 155.
25.12.2019
№219.017.f20e

Способ крепления термоэлектрического преобразователя температуры на поверхности керамических материалов

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к технике проведения тепловых испытаний образцов и изделий из керамических материалов при радиационном нагреве. Способ крепления термоэлектрического преобразователя температуры на поверхности керамических материалов, включающий...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002710123
Дата охранного документа: 24.12.2019
29.12.2019
№219.017.f438

Способ контроля тонкостенных стеклопластиковых оболочек

Изобретение относится к технике наземных испытаний элементов летательных аппаратов. Способ контроля тонкостенных стеклопластиковых оболочек включает измерение датчиками перемещений поверхности оболочки при ее вращении вокруг своей оси без создания перепада давления и с созданием перепада...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002710519
Дата охранного документа: 26.12.2019
22.01.2020
№220.017.f7ed

Способ определения предела прочности при растяжении керамических и композиционных материалов при индукционном нагреве

Изобретение относится к методам определения механических характеристик конструкционных материалов с учетом условий их применения. Способ определения предела прочности при растяжении керамических и композиционных материалов, включает индукционный нагрев до заданной температуры со скоростью...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002711557
Дата охранного документа: 17.01.2020
27.01.2020
№220.017.f9f2

Способ теплопрочностных испытаний керамических обтекателей

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к проведению тепловых испытаний керамических обтекателей. Способ тепловых испытаний керамических обтекателей включает нагрев обтекателя, измерение температуры и подачу газовой смеси. Смесь подается в направлении от вершины к торцу...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002712197
Дата охранного документа: 24.01.2020
05.02.2020
№220.017.fea2

Антенный обтекатель

Изобретение относится к области создания конструкций антенных обтекателей высокоскоростных ракет с оболочками из жаростойких керамических материалов. Антенный обтекатель содержит керамическую оболочку и металлический стыковой шпангоут, соединенные между собой термостойким адгезивом. Оптимальная...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002713106
Дата охранного документа: 03.02.2020
06.02.2020
№220.017.ff93

Способ механической обработки крупногабаритных сложнопрофильных керамических изделий

Изобретение относится к керамической и авиационной промышленности и может быть использовано при механической обработке крупногабаритных сложнопрофильных керамических изделий. Техническим результатом является упрощение и сокращение длительности механической обработки крупногабаритных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002713258
Дата охранного документа: 04.02.2020
27.02.2020
№220.018.0653

Способ изготовления емкостей для термообработки сыпучих материалов

Изобретение относится к производству емкостей для термообработки сыпучих материалов, например, для кристаллизации аморфного стекла литийалюмосиликатного состава. Предложен способ изготовления емкостей для термообработки сыпучих материалов, включающий измельчение закристаллизованного стекла,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002715139
Дата охранного документа: 25.02.2020
28.02.2020
№220.018.0703

Способ механической обработки керамических изделий с наружной сферической поверхностью

Изобретение относится к области абразивной обработки и может быть использовано при обработке керамических изделий со сферической поверхностью. Способ включает установку изделия в заданном положении относительно центра сферы и обработку наружной поверхности изделия алмазным дисковым кругом при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002715269
Дата охранного документа: 26.02.2020
06.03.2020
№220.018.09aa

Способ лазерной сварки вакуумно-плотных кольцевых, спиральных и прямолинейных швов металлических деталей и устройство для его осуществления

Изобретение относится к лазерной сварке, в том числе тонкостенных деталей, и может быть использовано для соединения высоковакуумных изделий, например деталей электровакуумных приборов из различных металлов и сплавов с предварительной разделкой кромок и без нее. В способе лазерной сварки...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002715930
Дата охранного документа: 04.03.2020
09.03.2020
№220.018.0adb

Антенный обтекатель

Изобретение относится к области авиационной и ракетной техники и может быть использовано преимущественно в конструкциях радиопрозрачных антенных обтекателей, являющихся укрытием от аэродинамического воздействия антенных устройств головок самонаведения (АУ ГСН). Сущность заявленного решения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002716174
Дата охранного документа: 06.03.2020
+ добавить свой РИД