Устройство для измерения тяги сопла

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ го 1987424 Союз СоветскикСоциалистическикРеспублик(22) Заявлено 240781 (21) 3324141/18-10 Р 1 М К з С 015/13 с присоединением заявки Йо Государственный комитет СССР во делам изобретений и открытий;.,ло 5 ггг гИнститут технической механики АН Украинской й.:У(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЯГИ СОПЛА Изобретение относится к экспериментальной газовой динамике и может быть использовано, например, для измерения тяги модельных реактивных сопел.Известны устройства для измерения тяги реактивных сопел, содержащие полый тонкостенный цилиндр с наклеенными на него тензодатчиками, соединенными в измерительный мост, газо- проводящий трубопровод, испытываемоеи эталонное содла 11.Недостатками устройств являются низкая экономичность, обусловленная расходом газа через эталонное сопло, а также изготовлением набора эталон ных сопел, автоколебания, самовозбуждакициеся как за счет течения газа внутри тройника и сопел, так и за счет подсасывающего эффекта струй ,газа, вытекающего из испытываемого и эталонного .сопел.Наиболееблизким техническим решением к предлагаемому- изобретению является дифференциальная установка для измерения тяги сопла, содержащая механическое разгружающее устройство, выполненное из системы рычагов, соединительных тяг, призменных шарниров и набора грузов. Газоподводящий трубопровод выполнен в виде прямоугольного колена, в горизонталь. ный участок которого включен полый тонкостенный цилиндр с наклеенными на него тенэодатчиками, соединенными в измерительный мост Г 2.Недостатками этого устройства являются автоколебания, самовоэбуждающиеся как за счет течения газа внутри трубопровода и сопла, так и за счет подсасывающего эффекта струи газа, вытекающего из испытываемого сопла, низкая точность и надежность результатов измерений, обусловленная автоколебаниями, искажением геометрии разгружакзцего устройства за счет смещения призм относительно подушек.Целью изобретения является повышение точности путем гашения коле- . баний устройства. Эта цель достигается тем, что разгружающий узел выполнен в виде герметичной, с возможностью изменения объема от давления,емкости, связанной с трубопроводом клапаном впуска и с атмосферой клапаном выпуска газа, помещенной в жидкость, при этом на наружной поверхности ев-.кости установлены перфорированныеребра и пластины.На чертеже схематически изображено предложенное устройство.Устройство содержит консольныйгазоподводящий трубопровод 1, полый,тонкостенный: цилиндр 2 с наклееннымина него тензодатчиками, соединеннымив измерительный мост, испытываемоесопло 3, герметичную регулируемуюемкость 4, жестко соединенную с 10консольным газоподводящим трубопроводом посредством патрубка 5 с электромагнитными дроссельными клапанами 6и 7 соответственно впуска и выпускагаза. Герметичная регулируемая емкость 4 выполнена в виде полого тонкостенного цилиндра 8 с двумя пустотелыми поршнями 9, внутри которыхрасположены пружины 10 и датчики перемещения поршней индуктивного типа р 0с катушками 11 и сердечниками 12 измягкого железа. На наружной поверхности цилиндра 8 жестко установленыперфорированные т.е. с отверстиями)ребра 13 и пластины 14 с возможностью их поворота вокруг стержня 15,Емкость 4 погружена в жидкость, налитую в бак 16 до уровня сливныхотверстий 17, Для подачи жидкостив бак служит трубопровод 18. Измерительный мост и электромагнитныеклапаны имеют между собой электрические связи,Устройство работает следующим образом. 35Вес конструкции устройства вместе с испытываемым соплом 3 полностью уравновешивается (или частично разгружается) архимедовой силой, создаваемой цилиндром 8, при этом поршни 40 9 расположены внутри цилиндра. Полый тонкостенный цилиндр 2 и, следовательно, тензодатчики, наклеенные на него, не испытывают деформаций. Сигнал, на измерительном мосте отсутствует,И 45 регистрирующий прибор показывает нуль или какое-то первоначальное значение, если вес конструкции устройства разгружен частично) . Чатем в трубопровод 1 подают газ (воздух), который истекает через сопло 3 и создает его тягу,. направленную вниз. Как только начинается истечение воздуха из сопла, на измерительном мосте появляется сигнал, который фиксирует регистрирующий прибор. Одновременно Ы с этим сигнал с измерительного моста подается на электромагнитный дроссельный клапан б впуска, который приоткрывается, и через образовавшийся зазор между клапаном и его 60 седлом газ поступает в цилиндр 8, давление в котором возрастает. Под действием давления газа поршни 9 выдвигаются, увеличивая объем емкости 4 и, следовательно, архимедову силу, направленную вверх. Регистрирующий прибор Фиксирует теперь ужеразность тяги сопла 3 и архимедовойсилы емкости 4, Архимедова сила точно определяется либо по объему внешней форьи регулируемой емкости 4, обаэованной цилиндром 8 и поршнями 9,ибо по количеству жидкости, вытесненной емкостью в мерный объем черезсливные отверстия 17. При этом изменение объема емкости 4 вследствие перемещения ( выдвижения) поршней 9 регистрируют датчики перемещения индуктивного типа, содержащие катушки11 и сердечники 12. Тяга сопла определяется путемсуммирования архимедовой силы и разности этих сил, снимаемой с регистрирующего приборакогда тяга сопла больще архимедовой силы), и, наоборот, путем вычитания из архимедовой силы разности,снимаемой с регистрирующего прибора,еслитяга сопла меньше архимедовойсилы.При отсечке подачи газа к соплу3 клапан 6 впуска закрывается, аклапан 7 выпуска открывается. Давлениев емкости 4 уменьшается и под действием пружин 10 поршни 9 втягиваются в цилиндр 8. Уменьшение объемаемкости 4 приводит к понижению уровня жидкости в баке 16. Уровень жидкости в баке воспроизводят до первоначального, для чего в бак подают жидкость по трубопроводу 18,%,Регулируемая емкость 4, жесткосоединенная с газоподводящим трубопроводом 1 посредством патрубка 5,способна отслеживать все возможныеперемещения газоподводящего трубопровода 1, т.е. его колебания. Поскольку емкость 4 погружена в жидкость и снабжена снаружи перфорированными ребрами 12 и пластинами14, то возможным перемещениям емкости 4 и, следовательно, всей системе устройства препятствуют как сопротивление жидкости, в которую погружена емкость, так и перетекание( дросселирование ) жидкости через отверстия в ребрах 13 и пластинах 14,Таким образом, энергия колебаний,возбуждаемых течением газа внутритрубопровода и подсасывающим эффектом струи, полностью рассеивается1 или сводится до минимума). Необходимую степень демпфирования колебаний устройства устанавливают путемповорота одной из пластин 14 относительно другой, изменяя тем самымэффективную площадь отверстий дросселирования жидкости, а также путемизменения ее вязкости.Гашение автоколебаний в устройствеобеспечивает получение гладкой кривойсамопишущего прибора или устойчивое положение стрелки цифрового прибора,987424 формула изобретения НИИПИ Заказ 10281/27 Тираж 871 Подписное ПП тент", г.Ужгород,ул.Проектная,4 лиал что гарантирует по сравнению с известным устройством высокую точность и надежность результатов измерений тяги сопла, а также другихпараметровнапример; давления),регистрируемых с помощью электрических датчиков. Устройство для измерения тяги сопла, содержащее консольный газопроводящий трубопровод, связанный с основанием через тенэометрический стакан, и раэгружающий узел, о т л и - ч а ю щ е е с я тем что, с целью повышения точности путем гашения колебаний устройства,.раэгружающий узел выполнен в виде герметичной, с воэможностью изменения объема от .давления, емкости, связанной с трубопроводом клапаном впуска и с атмосферой клапаном выпуска газа, помещенной в жидкость, при этом на наружной поверхности емкости установлены перфорированные ребра и пласты 1 Оны. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1, Аэромеханика и газовая динамика. М "Наука", 1976, с. 72,15 2, Авторское свидетельство СССР Р 832365, кл. 0 01 . 5/13, 06.01,78