Система нагружения авиационных конструкций. Общие требования

1. НАЗНАЧЕНИЕ И СОСТАВ СИСТЕМЫ НАГРУЖЕНИЯ

1.1. Система нагружения предназначена для проведения статических и повторно-статических испытаний авиационных конструкций путем воспроизведения нагрузок, действующих на них при эксплуатации.
Испытания проводятся с целью:
• исследования напряженно-деформированного состояния силовых элементов конструкции;
• определения характеристик жесткости конструкции;
• определения фактической прочности (несущей способности);
• сертификации конструкции планера самолета по условиям усталости.
1.2. Система нагружения включает:
• маслонасосную станцию, являющуюся источником энергетического снабжения нагружающих устройств (силовых гидравлических цилиндров);
• блоки управления работой силовых гидравлических цилиндров - электрогид- равлические устройства, предназначенные для регулирования подачи рабочего тела от маслонасосной станции к силовым гидравлическим цилиндрам;
• силовые гидравлические цилиндры - преобразователи энергии давления рабо­чей жидкости в механическую работу деформирования испытываемого изделия;
• рычажные системы, воспринимающие нагрузку от силовых цилиндров и пере­дающие её к изделию через лямки, ложементы, охватывающие контур испытывае­мого агрегата, рым-болты и другие узлы и приспособления, которые могут рабо­тать как на растяжение, так и на сжатие;
• программозадающую и управляющую аппаратуру и средства контроля нагру­зок.
1.3. Надежность системы нагружения должна обеспечивать ее работу не менее 30 суток на один отказ.

2. ТРЕБОВАНИЯ К СОСТАВНЫМ ЧАСТЯМ

2.1. Маслонасосная станция
2.1.1. Маслонасосная станция должна обеспечивать давление рабочей жидкости, питающей силовые гидравлические цилиндры:
• при проверке функционирования и при настройке устройств нагружения -
2
от 5 до 10 МПа (от 50 до 100 кгс/см );
2
• в рабочем режиме - от 21 до 32 МПа (от 210 до 320 кгс/см ).
Маслонасосная станция должна быть оборудована системами автомати­ческой стабилизации температуры и Давления рабочей жидкости
.
2.1.2.
2.1.3. Отклонение установившейся температуры рабочей жидкости не должно превышать +2,5 °С от заданного значения.
2.1.4. Отклонение давления от установленных значений не должно превышать 5 %.
2.1.5. В качестве рабочей жидкости рекомендуется применять минеральные
-5 -5 2
масла высокой селективной очистки, имеющие вязкость от 2 • 10 до 3 • 10 м/с (от 20 до 30 сСт) при рабочей температуре 50 °С, с присадками (антипенной, противокоррозионной и др.).
2.1.6. Маслонасосная станция должна быть оснащена заправочным оборудова­нием, располагающим устройствами очистки масла с тонкостью фильтрации не ме­нее 5 мкм.
2.1.7. Тонкость фильтрации масла на входе в насос высокого давления - от 10 до 25 мкм.
На выходе из маслонасосной станции должно быть предусмотрено не менее двух ступеней фильтрации масла:
• 1 ступень - с тонкостью фильтрации 10-25 мкм;
• 2 ступень - с тонкостью фильтрации 5 мкм (на выходе из маслонасосной станции или на входе в каждый блок управления).
Маслонасосная станция должна быть обеспечена магнитным фильтром.
2.1.8. В процессе работы должна быть предусмотрена защита станции при:
• превышение допустимой температуры рабочей жидкости;
• при утечке рабочей жидкости;
• снижении минимально допустимого давления жидкости на входе в насос высокого давления;
• превышении максимально допустимого давления рабочей жидкости на выхо­де из маслонасосной станции;
• превышении максимально допустимой силы тока электрических двигателей;
• превышении допустимого перепада давления на блоках фильтрации.
2.1.9. Герметичность гидравлической системы должна соответствовать ОСТ 1 00128-74 (для неподвижных уплотнений - группа 1-7; для подвижных - группа 1-9).
2.1.10. Перед началом эксплуатации и в процессе неё:
• снижение максимального значения подачи не должно превышать 5 %;
• отклонение силы тока, потребляемого электродвигателем от номинального значения не должно превышать 10 %;
о
• максимальная температура масла не должна превышать 60' С.
2.1.11. Контрольно-измерительные приборы станции должны быть поверены согласно ГОСТ 8.002-71.
2.2. Блок управления работой силовых гидравлических цилиндров
2.2.1. Блок управления предназначен:
• для регулирования скорости нагружения управляемого им канала;
• выполнения аварийных остановов нагружения или аварийных разгрузок кон­струкции при отклонениях от заданной программы нагружения;
• ограничения максимальной величины воспроизводимых усилий;
• фиксации поршня гидроцилиндра в заданном положении.
2.2.2. Конструкция блока управления должна обеспечивать возможность уста­новки его как непосредственно на силовом цилиндре, так и на расстоянии от него.
2.2.3. Пропускная способность блока управления и его частотные характерис­тики должны обеспечивать максимально заданную частоту и амплитуду колебания поршня силового гидравлического цилиндра.
2.2.4. В состав блока управления должны входить:
• электрогидравлический преобразователь, предназначенный для регулирования перепада давления жидкости в полостях цилиндра;
• электроуправляемый запорный кран, предназначенный для отсечки подачи масла в блок управления;
• гидравлические замки, предназначенные для фиксирования заданной нагрузки на испытываемой конструкции;
• регулируемые гидравлические клапаны ограничения усилий, воспроизводимых силовым гидравлическим цилиндром;
• устройство аварийной разгрузки конструкции;
• устройство плавного включения цилиндра.
Допускаются изменения состава блока управления в соответствии с решаемой задачей.
2.2.5. Перед началом эксплуатации на специальном стенде с блоков управле­ния должны сниматься амплитудно-частотные характеристики, а также производить­ся регулировка, во время которой:
• относительная погрешность на частотах до 1 Гц не должна превышать 1 % от максимального значения заданной нагружающей силы на текущем режиме;
• нагружающая сила при отключенном источнике питания не должна умень­шаться в течение 1 ч более чем на 10 % от установленной;
• нагружающая сила при включении цилиндра не должна превышать 1 % от максимально заданного значения;
нагружающая сила при аварийной разгрузке с жестко закрепленного штока цилиндра должна быть полностью снята за время не более 1 с, при этом должна быть обеспечена возможность регулирования длительности разгрузки.
•
2.3. Силовые гидравлические цилиндры
2.3.1. Силовые гидравлические цилиндры (в дальнейшем изложении - цилиндры) предназначены для преобразования давления жидкости, создаваемого маслонасосной станцией, в механическую работу деформирования испытываемой конструкции, кото­рая связана с перемещающимся поршнем цилиндра.
2.3.2. В системах нагружения конструкции летательного аппарата (ЛА) долж­ны применяться низкочастотные силовые цилиндры со скоростью перемещения поршня не более 2 м/с.
2.3.3. Значение сил трения в уплотнениях не должно превышать 1,5 % от но­минального усилия, развиваемого цилиндром; при этом усилие должно передаваться строго вдоль оси цилиндра.
2.3.4. В цилиндре наличие перетечек устанавливается по падению нагрузки при перекрытой рабочей полости цилиндра, наличие утечек по штоку и в соедине­ниях устанавливается визуально (допускается отпотевание штока).
2.4. Рычажные системы
2.4.1. Рычажные системы включают:
• рычаги с регулируемой длиной плеч;
• специальные рычаги для определенных изделий;
• силовые тяги (пластины, тендеры, троссы);
• устройства связи с испытываемой конструкцией (лямки, рым-болты, ложе­менты и др.).
2.4.2. Элементы рычажной системы должны отвечать следующим требованиям:
• соотношение длин плеч рычагов не должно быть более 3:1;
• запас прочности и поперечной устойчивости рычагов для статических испы­таний не должен быть менее трех. Для повышения запаса поперечной устойчивости в рычагах длиной 0,5 м и более должны дополнительно устанавливаться жесткие прокладки в двух или четырех сечениях по длине рычага.
2.4.3. Срок службы универсальных рычагов устанавливается 5 лет, после чего производится их подетальный осмотр, и рычаги, имеющие дефекты, бракуются. Рычаги, используемые при проведении ресурсных испытаний конструкции, после завершения испытаний бракуются полностью.
2.4.4. Рычаги в процессе эксплуатации не должны перегружаться более чем на 25 % от установленной нагрузки.
2.4.5. На все элементы силового механического оборудования (рычаги, сое­динительные пластины и тяги, якоря, тендеры, динамометры, гидроцилиндры и др.) должен устанавливаться безопасный ресурс при повторно-статических испытаниях.
Безопасный ресурс устанавливается либо на основании испытаний с коэффициен­том надежности не менее 5 к среднему ресурсу, либо по расчету с коэффициентом надежности не менее 10 к среднему ресурсу.
2.4.6. Перед монтажом на стенде при испытаниях конструкции на усталость все элементы рычажной системы на изолированной установке должны нагружаться силой, в 1,25 раза превышающей максимальную заданную программой нагрузку, а гидравлическое оборудование и элементы гидравлических трасс должны опрессовы­ваться давлением, в 1,25 раза превышающим рабочее давление.
2.5. Программозадающая и управляющая аппаратура и средства контроля нагрузок
2.5.1. Программозадающая и управляющая аппаратура (в дальнейшем изложе­нии - аппаратура) и средства контроля нагрузок предназначены для формирования и контроля исполнения программы нагружения, реализации программы нагружения при совместной работе с блоками управления силовыми цилиндрами.
Для выполнения простых программных циклов при проведении ресурсных испы-
таний агрегатов и систем ЛА допускается применение позиционных систем нагружения.
2.5.2. В состав аппаратуры входят:
• аппаратура формирования и контроля программы испытаний, состоящая из управляющей ЭВМ с периферийными устройствами (телетайп, печатающее устройст­во, дисплей, цифро-аналоговый и аналого-цифровой преобразователи);
• пульт управления;
• следящая система (электрический регулятор, нормирующие преобразователи, устройство защиты, датчики нагрузок и перемещений, устройство стабилизации).
2.5.3. Аппаратура должна обеспечивать:
• выполнение программы нагру