double arrow

Испытания на воздействие климатических факторов


Цель климатических испытаний элементов, узлов, агрегатов и ЛА в целом сводится к определению устойчивости и прочности испытуемых объектов при воздействии на них климатических факторов. К таким факторам относятся:

— повышенная и пониженная температура окружающей атмосферы; максимальные значения температур при таких испытаниях могут колебаться от +(70±5)°С до -(60±5)°С;

— повышенная или пониженная влажность окружающей атмосферы; так, например, для тропического климата максимальная относительная влажность составляет 95% при температуре 35°С, а минимальная относительная влажность — 10% при температуре 40°С;

— пониженное атмосферное давление и резкие изменения этого давления (бароудар);

— дождь, град, воздействие которых может привести к осложнениям на различных этапах эксплуатации конструкции ЛА;

— иней, нарастание ледяной корки на поверхности ЛА, роса, соляные брызги и морской туман;

— атмосферная пыль и песок.

Климатические испытания проводят как для определения свойств материалов (коррозии, влагонасыщения, адгезионной прочности наледи и т.д.), так и для определения функциональных особенностей эксплуатации источников и преобразователей энергии, исполнительных органов, датчиков и элементов автоматики, измерительных и электронных приборов, электрожгутов и т.д. в сложных условиях воздействия климатических факторов.

Воспроизведение одного из перечисленных климатических факторов или их комбинаций осуществляется с помощью специальных камер (табл. 2.9).

Принципиальные возможности нагревательных, охлаждающих и вакуумных установок были рассмотрены в предыдущих разделах.

На рис. 2.108 показана принципиальная схема стенда для проведения испытаний различных объектов на воздействие резкого изменения окружающего (статического) давления — камеры бароудара.

Процесс испытаний на таком стенде осуществляется следующим образом. Камера 1 вакуумируется за счет использования вакуумной системы 8. При достижении заданного разрежения в этой камере, а следовательно, заданного перепада давлений между камерой 1 и рабочей камерой 4, что фиксируется измерительной системой 3, срабатывает система 2 разрыва мембраны 7. В момент разрыва мембраны происходит резкое изменение давления в рабочей камере 4 за счет истечения газа из этой камеры в камеру 1.

Для обеспечения максимально возможного темпа изменения давления в рабочей камере 4 необходимо, во-первых, чтобы объемы вакуумной камеры 1 и рабочей 4 различались как можно больше; во-вторых, материал мембраны 7 должен практически мгновенно разрушаться; в-третьих, площадь отверстия, где установлена мембрана 7, должна быть такой, чтобы при выбранном перепаде давлений между камерами 1 и 4 устанавливался критический режим истечения в период, когда происходит выравнивание давлений. Быстродействие системы измерения параметров испытуемого изделия и контроля давлений

в камерах 1 и 4 должно быть больше времени, за которое изменяется давление в камере 4.

Рассмотрим устройство камеры тепла и влаги.

Для увлажнения воздуха применяют:

1) испарение воды в воздух, омывающий поверхность испарения;

2) подмешивание водяного пара.

Увлажнение воздуха испарением воды (рис. 2.109) происходит под влиянием разности парциальных давлений: пара над поверхностью водд и пара в увлажняемом воздухе. Через форсунки 2 вода попадает в поток сухого воздуха. Чтобы предотвратить вынос капель воды, с двух сторон увлажнительной камеры устанавливаются каплеотделители 1 и 3.

В результате резких изменений направления движения воздуха в кап-леотделителе брызги воды попадают на поверхность его лопастей и стекают в поддон 5. Вода подается в поддон с помощью шарикового клапана б, а циркуляцию воды по трубопроводам обеспечивает насос 4.

Для осушения воздуха используются:

1) охлаждение с конденсацией и вымораживанием влаги;

2) водные растворы некоторых солей;

3) твердые поглотители.

Установка для осушения воздуха охлаждением (рис. 2.! 10) состоит из двух камер: нижней и верхней. В нижней камере установлен испаритель 3. Воздух поступает в нижнюю камеру и, омывая поверхность змеевика, осушается и охлаждается. Затем он попадает в верхнюю камеру, омывает поверхность конденсатора 1 холодильной машины и нагревается до заданного уровня. Хладагент подается в испаритель 3 через регулирующий вентиль 2 и отсасывается компрессором 4. Влага, выпавшая на поверхность испарителя, стекает в поддон 5.

Камеры пыли и песка подразделяются на два вида: стенды для изучения статического воздействия пыли и стенды для изучения динамического воздействия пыли и песка на элементы конструкции ЛА, где скорости газа с пылевыми примесями достигают 25 м/с.

Стенд для изучения статического воздействия пыли (рис. 2.! 11) представляет собой камеру 1, разделенную на две половины перегородкой 2. В правой части камеры устанавливается изделие J1 а в левой вентилятор 4 создает облако пыли с заданными размерами частиц. Пыль через щель в перегородке попадает в полость, где находится объект испытаний, и оседает на его поверхностях. Обычно такие камеры используют для проведения ресурсных испытаний.

Стенд для испытаний на динамические воздействия пыли и песка представляет собой по существу дозвуковую аэродинамическую трубу (рис. 2.112), где в газовом потоке находятся частицы пыли или песка. Особенностью проведения таких испытаний является обеспечение равномерного распределения частиц пыли или песка с заданной скоростью полета в месте расположения испытуемого объекта.

Принципиальная схема возможной установки для исследования адгезионной прочности наледи показана на рис. 2.113. Захолаясивание и термостатирование образца 8 проводятся в термостате 5 с пористой теплоизоляцией в парах азота при атмосферном давлении. Азот подается в термостат из сосуда Дьюара 15 методом вытеснения. Избыточное давление создается с помощью электронагревателя 7. Испарение жидкого азота происходит в соединительной магистрали 13. Температура в термостате регулируется подогревом паров электронагревателем 10 перед поступлением их в термостат.

С целью уменьшения паразитных теплопритоков образец устанавливается в термостате на двух изоляторах.

Крепление тяги 3 к внешней поверхности наледи осуществляется с помощью шайбы 6, обладающей высокой теплопроводностью и достаточной жесткостью. Для увеличения адгезионной прочности крепления технологической шайбы контакт можно осуществлять через фетровую приставку 7.

Температура в камере регулируется изменением напряжения питания электронагревателя 10.

В камере дождя (рис. 2.114) для получения капель требуемого размера используется набор полых игл 2. Частота падения капель 3 обеспечивается за счет воздействия звукового генератора 5 на поверхность воды 1.

В процессе испытания задается программа изменения статического давления и температуры окружающей среды, а также время начала и конца воздействия атмосферных осадков.

При воздействии атмосферных осадков дождевальная панель устанавливается над испытуемым элементом, и в нее через коллектор 4 подается вода. Звуковым генератором задают необходимую частоту падения капель.

Качество имитатора морского тумана характеризуется степенью приближения:

1) соляного состава аэрозоля к соляному составу морского тумана;

2) концентрации солей в аэрозоле к концентрации солей в морской воде.

Анализ большого числа проб позволяет сделать вывод, что соляной состав океанов и морей примерно одинаков, но концентрация солей различна. Концентрация солей в морской воде часто определяется содержанием хлора, а не содержанием соли. Среднее содержание хлора в 1 кг морской воды равно 19,381 г. В табл. 2.10 приведены составные части воды океана с содержанием хлора 19,00 г.

В качестве одного из способов получения тумана можно использовать распыление раствора солей сжатым воздухом через центробежные форсунки (рис. 2.115). До эксперимента соли взвешиваются и растворяются в дистиллированной воде. Растворы обычно хранятся в резервуаре из органического стекла.

Установки морского тумана позволяют получать туман со следующими параметрами:

1) 90% всех капель имеют размер 0,001 — 0,007 мм;

2) в 1 см3 содержится 3 10 капель;

3) водность тумана составляет 2 — 3 г/м3.

Дисперсность морского тумана определяют методом микрофотографирования.


Сейчас читают про: