Стенд для испытания механической трансмиссии летательного аппарата

СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ТРАНСМИССИИ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА, содержащий опорную раму, на которой закреплены испытываемые редукторы с выходными валами, устройства нагружения силами тяги и поперечными силами, выполненные в виде гидроцилиндров, штоки которых шарнирно закреплены на центральном подшипнике, установленном на каждом выходном валу испытываемых редукторов, устройствами нагружения крутящим моментом и систему управления нагружающими устройствами, отличающийся тем, что, с целью приближения условий нагружения к натурным, стенд снабжен поворотными платформами и приводными электродвигателями для поворота платформ, при этом поворотные платформы посредством подшипников закреплены на опорной раме соосно с каждым из выходных валов испытываемых редукторов, корпуса гидроцилиндров закреплены на поворотных платформах, а каждое устройство нагружения крутящим моментом выполнено с независимым друг от друга электрическим контуром.

Изобретение относится к средствам испытания авиационной техники, а именно к стендам для испытаний редукторов летательных аппаратов.
Цель изобретения - приближение условий нагружения к натурным.
На фиг. 1 изображена функциональная схема стенда; на фиг. 2 - схема внешних нагрузок на вал редуктора.
Стенд для испытаний химической трансмиссии летательного аппарата содержит опорную раму 1, к которой крепится испытуемый редуктор 2. Два входных вала 3 и 4 редуктора 2 через упругие муфты 5 соединены со стендовыми согласующими редукторами 6, установленными на опорной раме стенда 1. Валы редуктора 6 механически связаны с фазными роторами асинхронных двигателей 7 и 8, которые в свою очередь, соединены с приводными электродвигателями постоянного тока 9 и 10. Электродвигатели 9 и 10 электрически связаны с питающим статическим преобразователем 11, подключенным к сети.
Выходной вал 12 испытуемого редуктора 2 муфтами 13 соединен с валом распределительного редуктора 14, выходные валы которого муфтами 15 и 16 соединены с синхронными генераторами 17 и 18. Генераторы 17 и 18 электрически соединены со статорами асинхронных двигателей 7 и 8, роторы которых через соответствующие преобразователи частоты 19 и 20 подключены к сети. Преобразователи частоты 19 и 20 электрически связаны через общий вычислитель 21 с питающим статическим преобразователем 11. Генератор 22 электрически соединен с приводными электродвигателями постоянного тока 9 и 10 и питающим статическим преобразователем 11. Возбудители 23-25 электродвигателей 9 и 10 и генератора 22 запитаны от сети и подсоединены к общему вычислителю 21. Генератор 22 механически связан через муфты 26 с выходным валом 27 редуктора 28. Редуктор 28 идентичен хвостовому редуктору летательного аппарата.
Выходной вал 27 редуктора 28 вращается через трансмиссию 29 от редуктора 2. На выходных валах 12 и 27 установлены центральные подшипники 30 и 31 и идентичные поворотные платформы 32 и 33, прикрепленные посредством подшипников 34 и 35 к опорной раме 1 стенда. Траверсы 36 и 37, выполненные в виде двуплечих рычагов, жестко закреплены на наружных кольцах центральных подшипников 30 и 31. К траверсам 36 и 37 шарнирно крепятся штоки гидроцилиндров 38-41, которые расположены в диаметрально противоположных точках и параллельны выходным валам 12 и 27 редукторов 2 и 28. Корпусы этих гидроцилиндров шарнирно прикреплены соответственно к поворотным платформам 32 и 33. Указанные гидроцилиндры служат для создания сил тяги и изгибающих моментов, действующих на валы 12 и 27. К торцам траверсы 36 и 37 и перпендикулярно осям валов 12 и 27 шарнирно крепятся гидроцилиндры 42 и 43, корпусы которых шарнирно закреплены на поворотных платформах 32 и 33. Гидроцилиндры 42 и 43 служат для создания суммарных поперечных сил, где S = S_прод. + +S_попер., действующих на выходные валы 12 и 27 редуктора 2 и 28. Гидроцилиндры 38-43 имеют две полости - статическую и динамическую, каждый из цилиндров снабжен электромагнитными высокочастотными золотниками 44-49. Гидростанция 50, содержащая гидроаккумуляторы, гидронасосы высокой производительности, перепускные клапаны, с помощью шлангов и трубопроводов подсоединяются к каждому из гидроцилиндров 38-43.
Каждая поворотная платформа 32 и 33 через свою передачу 51 и 52 приводится в движение соответственно от электродвигателей 53 и 54, работа которых определяется программой, заложенной в вычислитель. Вычислитель 21 управляет работой гидростанций 50, высокочастотными золотниками 44-49, электродвигателями поворотных платформ 53 и 54, возбудителями 23-25, преобразователями частоты 19 и 20.
Стенд работает следующим образом.
Под действием управляющего сигнала, поступающего с выхода вычислителя 21 на вход питающего преобразователя 11, на выходе последнего нарастает напряжение. Электродвигатели 9 и 10 через стендовые редукторы 6 приводят во вращение валы 3 и 4 испытуемого редуктора 2 и выходные валы 12 и 27 редуктора 28 через трансмиссию 29. При этом одновременно управляющие сигналы с вычислителя 21 воздействуют на преобразователи частоты 19 и 20, электрически связанные с роторами двигателей 7 и 8, обеспечивают нарастание крутящего момента на выходном валу 12 редуктора 2, а воздействие управляющих сигналов с вычислителя 21 на возбудители 23-25 обеспечивают нарастание крутящего момента на выходном валу 27 редуктора 28.
В зависимости от программы испытаний разные режимы работы элементов схемы имитируются разной величиной крутящего момента с переменной составляющей этого момента, действующего на каждый из выходных валов испытуемого редуктора.
Таким образом, электрический контур нагружения крутящим моментом с его переменной составляющей выходного вала 12 (вал несущего винта вертолета) содержит асинхронные двигатели 7 и 8, электрически связанные с синхронными генераторами 17 и 18, механически воздействуют через стендовый редуктор 14 на выходной вал 12 редуктора 2.
Электрический контур нагружения крутящим моментом с переменной составляющей этого момента выходного вала 27 (вал рулевого винта вертолета) содержит приводные электродвигатели 9 и 10 и синхронный генератор 22. Указанные выше контуры нагружения крутящим моментом выходных валов 12 и 27 редукторов 2 и 28 электрически не связаны между собой. Вычислитель 21 одновременно или с заданным интервалом времени от создания крутящих моментов, действующих на выходные валы 12 и 27 редукторов 2 и 28, воздействует на гидростанцию 50, посредством которой в гидроцилиндрах 38-43 создается необходимое рабочее давление, посредством которого начинают действовать на валы 12 и 27 суммарные поперечные силы, равные сумме продольных и поперечных сил, силы тяги и суммарные изгибающие моменты. Например, при подаче одинакового давления в гидроцилиндры 38 и 39 развиваемое в них усилие Р₁, P₂, создает имитацию силы тяги Т₄, действующей на выходной вал, а при подаче разного по величине давления - изгибающий момент М_изг. (см. фиг. 2); L - расстояние между гидроцилиндрами и осью вала редуктора.
Одновременно с появлением указанных нагрузок подается сигнал с вычислителя 21 на золотники 44-49, которые создают переменные составляющие постоянно действующих нагрузок. Изменение направления суммарного вектора изгибающего момента и поперечной силы происходит путем поворота поворотной платформы каждого из выходных валов редуктора 2 и 28 посредством соответственно электродвигателей 53 и 54. Угол поворота и интервалы времени, через которые происходят последующие повороты, определяются вычислителем 21, воздействующим на указанные электродвигатели.
Изобретение относится к средствам испытания авиационной техники, а именно к стендам для испытаний редукторов летательных аппаратов. Цель изобретения - приближение условий нагружения к натурным. Стенд для испытаний механической трансмиссии летательного аппарата снабжен установленными соосно с выходными валами 12 и 27 испытываемого редуктора 2 поворотными платформами 32 и 33, которые с помощью подшипников 34 и 35 закреплены на опорной раме 1 стенда, при этом каждая поворотная платформа кинематически связана с электродвигателем соответственно 53 и 54, корпусы гидроцилиндров нагружения силами тяги и изгибающих моментов 38 и 39, 40 и 41, а также корпусы гидроцилиндров 42 и 43 нагружения суммарными поперечными силами, шарнирно закреплены на поворотных платформах 32 и 33, причем электрический контур устройства нагружения крутящим моментом выходного вала 12 испытываемого редуктора 2, электрически не связан с электрическим контуром устройства нагружения крутящим моментом выходного вала 27. Под действием управляющих сигналов с вычислителя 21 обеспечивается вращение выходных валов 12 и 27 испытываемого редуктора 2 и одновременное нарастание крутящего момента на этих же выходных валах, а также нагрузок, имитирующих суммарные поперечные силы, силы тяги и суммарные изгибающие моменты. Таким образом, стенд позволяет имитировать весь комплекс нагрузок, действующих на главный редуктор во время полета и эволюций летательного аппарата, а именно силу тяги несущего винта, поперечные и продольные силы, изгибающие и крутящие моменты, их переменные составляющие и перемещение векторов суммарных изгибающих моментов и суммарных поперечных сил от 0 до 360°, которые в своей совокупности воздействуют на конструктивные элементы и кинематические связи главного редуктора. 2 ил.