Испытания на воздействие невесомости

Испытания ЭС на влияние невесомости проводят для исследования их работоспособности в условиях невесомости. Для имитации этих условий применяют различные методы. Кратковременное состояние невесомости может быть достигнуто с помощью специально оборудованного самолета, выполняющего маневр по кеплеровским траекториям. Одна из них, позволяющая достигать полной невесомости в течение 12... 15 с, показана на рисунке 8. Время тн действия невесомости можно увеличить, повышая скорость v самолета в точке 2. Так, если при v= 465 км/ч тн =12...15 с, то при v— 800 км/ч тн = 34 с, а в сверхзвуковом самолете тн ≈4 мин.

Для проведения точных экспериментов по изучению парообразования, кипения, конденсации, поведения топлива в баках и т. д. необходимо, чтобы возмущающие механические силы (например, вибрации) были устранены. С этой целью применяют «плавающие» контейнеры, внутри которых размещают испытываемые изделия и контрольно-измерительную аппаратуру. В начале полета контейнер удерживается на упругих растяжках в середине кабины самолета, но по достижении состояния невесомости растяжки отстегиваются и контейнер движется свободно по эллиптической траектории. Если требуется, чтобы перед наступлением невесомости жидкость длительное время не подвергалась внешним возмущениям, для проведения испытания используют вер­тикальные башни, с которых сбрасывают контейнеры с приборным оборудованием. При поддержании вакуума внутри башни свободно падающее в ней тело находится в состоянии невесомости в течение всего времени падения. Однако контейнер, падая в вакууме, развивает очень большую скорость (около 2100 км/ч) в конце участка падения. Кроме того, для увеличения продолжительности периода невесомости требуется сооружать высокие башни. Поэтому на практике строят башни без вакуумируемой шахты и приемлемой высоты.

1 - пикирование под углом 10°; 2 - начало восходящей части траектории (v= 465 км/ч; перегрузка 2,5g); 3 - начало траектории с нулевой перегрузкой (наступление невесомости); 4 - окончание состояния невесомости; 5 - начало перегрузки; 6 - высота полета.

Рисунок 8 - Маневр, выполняемый на самолете с целью имитации состояния

невесомости

1 - зажимное устройство; 2 - контейнер с испытываемым изделием и контрольно-измерительной аппаратурой; 3 - вакуумированная капсула; 4 – демпфер.

Рисунок 9 - Схема падающего капсулиро-ванного контейнера.

H1 - высота падения контейнера; Н2 - высота падения капсулы.

Чтобы приблизить условия испытания к условиям невесомости, необходимо уменьшить силу аэродинамического торможения контейнера, отнесенную к единице его массы. С этой целью контейнер с приборным. оборудованием помещают внутри верхней части вакуумированной капсулы, которую сбрасывают с вершины башни в обычной атмосфере (Рис. 9). По мере торможения капсулы о воздух внутренний контейнер постепенно приближается к переднему концу капсулы, оставаясь все время в состоянии свободного падения. Для реализации описанного метода испытания высота башни должна быть около 300 м, что обеспечивает имитацию невесомости в течение почти 8 с.

Применение ракет и спутников для исследования влияния невесомости позволяет увеличить время проведения научных экспериментов, но значительно удорожает их.

Date: 2015-07-27; view: 1140; Нарушение авторских прав