Ракеты... Лаборатория:

Тензометрический тягоизмерительный комплекс ТТК-1

Тягоизмерительный стенд на 400 Н для ракетных двигателей

электроника станина испытание заключение

Страничка ракетостроения. Последнее обновление:

Занимаясь ракетостроением достаточно серьезно, рано или поздно приходишь к созданию тензометрического тягоизмерительного стенда. Круче, чем тензометрический стенд, т.е. на базе тензодатчика, трудно что-то придумать, такие используют профессионалы. По-видимому, настала и моя очередь. Конструкцию своего стенда-комплекса представляю в данной статье.

Сразу оговорюсь, электроника и тензодатчик приобретенные. Создание электронной части стенда требует высокого уровня знаний, которых у меня нет. Тензодатчик сделать, конечно, можно, но вряд ли что-то путевое может получиться вручную. Да и незачем, китайцы все это уже освоили и продают за гроши. При этом сохраняются высокие показатели точности, характерные для тензометрии. /20.04.2015, kia-soft/

Электроника

К счастью, в нашей среде ракетчиков есть специалисты-электронщики высокого уровня, способные разрабатывать различное оборудование для ракетолюбительских целей. У болгарина pinko есть интересные наработки, в том числе электроника и ПО для обработки данных с тензодатчика. Приобрести этот девайс мне помог ракетчик Skyangel, за что ему огромное спасибо.

Для комплекса использовал тензодатчик на нагрузку 40 кг. Приобрел на Aliexpress за приемлемые деньги. Точность показаний датчика позволяет испытывать моторы с тягой от 10Н до 400Н, т.е. в очень приличном диапазоне. При необходимости можно поставить тензодатчик другого номинала.

Характеристики датчика представлены на фотке. Желательно хуже не брать. Особенно следует обратить внимание на чувствительность 2мВ/В.

Станина

Вообще, применение тензодатчика сильно упрощает задачу конструирования стенда. Главное требование - жесткое крепление датчика и свободное положение мотора, упирающегося в датчик. Важна также надежность и жесткость конструкции. Однако задачу несколько усложняло то обстоятельство, что надо было обеспечить возможность испытания моторов в большом диапазоне размеров. Эту задачу удалось достаточно просто решить.

Еще один нюанс связан с высокой точностью измерений. Моя любимая вертикальная ориентация давала бы видимое участие веса топлива в характеристиках. Хотелось от этого избавиться, поэтому перешел к горизонтальной ориентации мотора. Впрочем, при желании конструкцию можно поставить на попа.

Итак, конструкция получилась несложной, схема представлена на рис.1.
Для реализации потребовались железяки
— стальной уголок 40х40 длинной 40 см - 2 шт.;
— стальной швеллер 65 длинной 50 см - 1 шт.;
— стальной уголок 75х50 длинной 30 см - 1 шт.;

Просто пришел на строительный рынок и попросил напилить. Еще потребовалось немного крепежа
— сантех.муфты для крепления пластиковых труб - по 2шт разных диаметров;
— болты М8х16 - 9 шт;
— болты М8х40 - 2 шт;
— гайка М8 - 2 шт;

По схеме легко сориентироваться что, куда и как. Я дам только некоторые пояснения.

Универсальность конструкции достигается тем, что в несущем швеллере через каждые 5 см сделаны отверстия под болты М8. Я нарезал резьбу и болты просто стационарно установил в эти отверстия. Резьбу резать не обязательно, просто это несколько упрощает обслуживание стенда.

Тензодатчик и его электроника устанавливаются на уголке 75х50. Корпус с электроникой просто закреплен на липучке. В уголке сделаны два отверстия также на расстоянии 5см, что позволяет передвигать его в любое место швеллера с шагом 5см.

Мотор устанавливается с помощью 2-х сан. тех. муфт подходящего диаметра. Муфты, естественно не зажимают мотор, позволяя ему двигаться в горизонтальном направлении и давить на датчик. Эти муфты также могут быть установлены на любом расстоянии с шагом 5 см в зависимости от мотора.

Все это шаманство с передвижениями позволяет устанавливать мотор любого размера таким образом, чтобы срез сопла находился на краю стенда и факел мотора никак не воздействовал на конструкцию.

На концах швеллера на болтах М8х40 ставятся два уголка 40х40 для устойчивости и фиксации за грунт. Для этого по краям уголков сделаны отверстия диаметром 10мм, через которые можно загнать в землю гвозди двадцатки.

Испытание

Первое испытание комплекса ТТК-1 решил провести на маленьком надежном моторе РДК-2У2. Заодно хотелось уточнить характеристики мотора, рекомендуемого мной для новичков. Данные испытания приведены в соответствующей теме. Конечно, применять стенд, рассчитанный на 40кг для прожига мотора с тягой не более 3-х кг не совсем правильно, но точность измерений позволяет.

Испытания прошли успешно. Эксплуатация стенда очень простая. Никаких проблем не возникло. Комплекс готов к работе.

Заключение

Создание ракетной техники задача не простая. Повышая её уровень, рано или поздно упираешься в ограничения от собственных знаний и возможностей. Приходится переходить от полной кустарщины к использованию готовых профессиональных решений. Главное заставить работать все эти решения, а для этого все равно остается место для творчества. Примером такого симбиоза является комплекс ТТК-1. Он позволяет получать очень качественные результаты испытаний ракетных моторов. В то же время стенд вполне доступен для реализации в любительских условиях. /22.04.2015 kia-soft/

***