CC BY
92
Секция «Проектирование и производство летательньк аппаратов»
УДК 629.7
РАЗРАБОТКА СТЕНДА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЯГИ МОДЕЛЬНОГО РАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯ
Е. C. Тихоненко, Д. Е. Галактионов, В. О. Шевчугов Научный руководитель - В. В. Кольга
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
E-mail: [email protected]
Представлены результаты разработки и создания стенда для измерения тяги модельного ракетного двигателя с учетом необходимых требований. Описывается устройство стенда и принцип его работы.
Ключевые слова: модельный двигатель, стенд, тяга.
DEVELOPMENT OF THE STAND FOR MEASUREMENT MODEL
ENGINE THRUST
E. S. Tihonenko, D. E. Galaktionov, V. O. Shevchugov Scientific Supervisor - V. V. Kolga
Reshetnev Siberian State Aerospace University 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation
E-mail: [email protected]
The work presents the results of the development and creation of the stand for measurement engine thrust according to the necessary requirements. The paper describes the structure of the stand and the principle of its operation.
Keywords: model engine, stand, thrust.
Сегодня, при стремительном развитии науки и техники ракетное моделирование позволяет выявить и решить ряд проблем, связанных с аэродинамикой полета и прочностью настоящей ракеты, а также вырабатывает инженерный подход к решению возникающих проблем. При создании модели ракеты и проведении испытаний немалую роль играет разработка ее конструкции и сборка, но также важно обеспечить подъем модели, правильно рассчитать ее массу, высоту подъема, возможные отклонения от главной оси полета и другие параметры. Для этого необходимо знать ряд характеристик используемого в модели твердотопливного двигателя. Из всех характеристик наибольшее значение имеет сила тяги.
Целью данной работы является разработка и создание оптимальной системы для измерения практической силы тяги. К такой системе предъявляются следующие требования: компактность, легкость, простота конструкции и, как следствие, возможность транспортировки, поскольку испытания двигателя производятся непосредственно перед запусками модели.
Согласно цели и требованиям была создана установка, составные части которой изображены на рисунке.
Основание 1 представляет собой чашу механических весов. Поскольку основной ее материал - пластик, существует большой риск его расплавления при значительном нагреве двигателя. Для предотвращения этого, а также для избегания смещений, которые могут возникнуть во время испытаний, на дно устанавливается станина 4. Ее неподвижность обеспечивается путем присоединения ее болтами 5. В станине вытачиваются специальные пазы, куда в последствие помещаются ножки 3. На них устанавливается хомут 2 и скрепляется винтами. Заранее вырезанное в нем
Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2017. Том 1
сквозное отверстие имеет диаметр, равный диаметру двигателя. Хомут служит для фиксации двигателя в неподвижном положении, так как велика вероятность его сдвига при сгорании топлива.
Стенд разрабатывается не для конкретного двигателя. Диаметрами двигателя можно варьировать, заменяя хомут на другой с отверстием большего или меньшего диаметра.
В качестве материала для элементов 2, 3, 4 используется дерево. Такое решение обусловлено доступностью и дешевизной материала, простотой обработки, а сравнительно небольшой вес делает возможным транспортировку всей системы.
Двигатель устанавливается на хомут соплом вверх и зажимается с помощью болта 5. Предварительно производится калибровка весов с учетом расположенных на них стенда и двигателя. В целях безопасности для зажигания топлива используется система дистанционного пуска. По мере сгорания топлива сила тяги тянет всю конструкцию вниз, которая, в свою очередь, давит на весы. Установленная перед табло камера фиксирует изменение показателей c интервалом времени 0,2 с. В результате полученные данные снимаются, по ним строятся графики, и вычисляется тяга.
Впоследствии полученные результаты сопоставляются с предварительно рассчитанными теоретическими значениями. Они должны совпадать. Полученные значения позволяют определить другие характеристики двигателя для более точного расчета в программе.
Таким образом, созданная система удовлетворяет поставленной цели и соответствует предъявленным требованиям: конструкция проста, компактна и транспортируема. В ходе нескольких проведенных экспериментов разработанный стенд позволил найти достаточно точное значение тяги.
Библиографические ссылки
1. Любительское ракетостроение [Электронный ресурс]. URL: http://kia-soft.narod.ru/ interests/rockets/rockets.htm (дата обращения: 18.02.2017).
1. Проектирование и конструирование баллистических ракет и ракет носителей : учеб. пособие / Н. А. Тестоедов, В. В. Кольга, Л. А. Семенова / Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2014. 308 с.
2. Эльштейн П. Конструктору моделей ракет. М. : Мир, 1978. 168 с.
© Тихоненко Е. C., Галактионов Д. Е., Шевчугов В. О., 2017
