6.3. Стенды для испытаний на акустическую прочность

Принципиальная схема установки канала бегущей волны изображена на рис.6.1. В ее состав входят: 1- камерный глушитель, 2 – ОИ, 3 ‑ рабочая часть установки, 4 – акустический источник.

Волна давления создается акустическим источником и распространяется по рабочей части установки (трубе), оказывая акустическое давление заданной частоты на ОИ. В камерном глушителе происходит снижение уровня звука (глушение звука). Регистрация давления осуществляется датчиками силового напряжения ОИ.

В Научно-производственном объединении Прикладной механики (НПО ПМ) имени академика Михаила Решетнева (г. Железногорск) в июне 2009 г. сдана в эксплуатацию первая в России камера для проведения акустических испытаний КА. Камера позволяет осуществлять полный цикл наземных стендовых испытаний перед запуском каждого спутника на орбиту. Ее высота 11 м. КА подвергается такому звуковому давлению, которое обычно производят двигатели ракеты-носителя при ее старте со спутником и при пересечении атмосферы. Уровень этого шума максимально может достигать 140 децибел, что приводит к поломкам и серьезным разрушениям в электронных системах спутника.

7.1. Особенности работы конструкций в условиях невесомости

Невесомость ‑ состояние материального тела, при котором действующие на него силы и совершаемые им движения не вызывают давлений частиц друг на друга.

Невесомость – состояние тела при нулевой перегрузке.

Работа конструкций механизмов, узлов и агрегатов в условиях невесомости позволяет конструкторам снижать их массу. Но проверку работоспособности конструкций на Земле приходится проводить на специальных стендах, с помощью которых исключается воздействие сил тяжести на объекты испытаний. Невесомость имитируется различными способами при испытаниях. На стендовом оборудовании, имитирующим невесомость, проводят испытания солнечных батарей (СБ), их механизмов раскрытия, зачековки, приводных устройств, антенн, систем раскрытия и сброса головного обтекателя, пиротолкателей, тормозных систем, посадочных устройств и других многих конструкций.

7.2. Имитация невесомости

Рассмотрим имитацию невесомости на примере механизма раскрытия СБ, схема которой изображена на рис. 7.1. В состав СБ входят панели 1 и 3. На рис.7.1А СБ находится в сложенном (транспортном) состоянии, а на рис.7.1Б СБ находится в раскрытом (рабочем) состоянии. Раскрытие СБ выполняет механизм 2, который может быть выполнен в виде пружины, или торсиона, или иным образом.

Многие КА имеют крупногабаритные конструкции солнечных батарей (СБ), антенн и прочих устройств. Эти конструкции на Земле и при транспортировке находятся в сложенном состоянии, а в космическом полете раскрываются. Раскрытие происходит в условиях невесомости. В земных условиях из-за действия сил тяжести не достаточно усилий, которые развивают механизмы раскрытия. Проверку работоспособности механизмов раскрытия на Земле проводят в условиях, когда они освобождены от сил веса конструкции системами компенсации силы тяжести.

Принципиальная схема системы, исключающей действие силы тяжести, действующей на механизм раскрытия СБ приведена на рис.7.1.

Действие сил тяжести на механизм 3 со стороны панелей при раскрытии СБ можно исключить подвешиванием каждой панели через трехстепенные шарниры, закрепленные в центрах масс панелей.

Указанное подвешивание можно выполнить на двухзвенной поворотной балке подвешивания, схема которой изображена на рис. 7.2.

Рис. 7.2. Двухзвенная поворотная балка подвешивания

1 – корневое звено; 2 – концевое звено; 3 – упругий элемент.