Общие положения
В данной работе составлено экспертное заключение по результатам проверки установка моделирования аэродинамического нагрева «УМАН – 6» на соответствие его требованиям Федеральной системы сертификации космической техники научного и народнохозяйственного назначения (ФСС КТ) и основополагающих документов Системы сертификации ГОСТ Р: ГОСТ Р 568-97, ГОСТ 2.601-95.
Экспертиза проводилась с целью:
- установления комплектности документации и ее соответствия требованиям нормативно-технических документов;
- установления фактического состояния данного испытательного оборудования с учетом результатов его сертификационных испытаний;
- определения состояния метрологического обеспечения контрольно-измерительных средств, установки, его соответствия требованиям НТД;
- анализа фактического состояния составных частей установка моделирования аэродинамического нагрева «УМАН – 6»;
- анализа состояния техники безопасности и охраны труда;
- анализа экологических показателей.
Нормативная, а также доказательная документация представлены в «Таблице соответствия»:
- паспорт установка моделирования аэродинамического нагрева «УМАН – 6»;
- протокол аттестации №7050/2010-10/55 (на переаттестацию установки моделирования аэродинамического нагрева «УМАН – 6») от 13.10.2010 г.;
- папка общих документов установки моделирования аэродинамического нагрева «УМАН – 6»;
- формуляр установка моделирования аэродинамического нагрева «УМАН – 6»;
- протокол первичной аттестации установки моделирования аэродинамического нагрева «УМАН – 6», №7050/1965-10/12 от 10.12.68г.;
- инструкция № 3200-19(09) поохране труда по охране труда при проведении работ с использованием комплекса моделирования аэродинамического нагрева и вибрации типа «УМАНВ-6» с ВЭДС-2000 «Элин»;
- программа - методика проведения периодической аттестации ЮСИЯ.9685-011;
- таблица соответствия установки моделирования аэродинамического нагрева «УМАН – 6» требованиям руководству по эксплуатации ЮСИЯ.9685-011.
Техническое состояние установки моделирования аэродинамического нагрева «УМАН – 6», техника безопасности и экологическая чистота
Установка моделирования аэродинамического нагрева разработана и изготовлена в ФГУП «ГосНИИАС».
2.1 Назначение установки «УМАН-6»
Установка «УМАН-6» предназначена для моделирования стационарного теплового нагружения на изделиях авиационной техники (АТ), имитирующего воздействие кинетического нагрева.
2.2 Состав установки «УМАН-6»
Установка «УМАН-6» состоит из силовой части (нагревательные блоки с лампами инфракрасного (ИК) нагрева, девятигранные несущие рамы, преобразователи напряжения и силовая электропроводка)(см. рис.1), системы полуавтоматического управления, система водяного охлаждения, системы вывешивания объекта испытания (ОИ), контрольно-измерительной и регистрирующей аппаратуры (см. п.1.3.2).
|
|
|
|
Рис. 1. Силовая часть установка моделирования аэродинамического нагрева «УМАН-6».
2.3 Технические характеристики
2.3.1 Технические характеристики установки «УМАН-6»:
Таблица 1
| Диаметр рабочей зоны, м | 0,45 ÷ 0,58 |
| Диаметр изделия, м | 0,275 ÷ 0,42 |
| Длина рабочей зоны, м | 2,5 ÷ 4,5 |
| Диапазон температур на поверхности ОИ, с коэффициентом черноты материала не менее 0,7 мм, стационарного режима, °С | 40 ÷ 120 |
| Погрешность измерения и регистрации для диапазона температур: +(40 ÷ 85), °С | ± 2,12 |
| Неравномерность распределения температуры по длине ОИ на стацио-нарных участках нагрева в точках задания для диапазона температур: +(40 ÷ 120), °С | ± 12 |
2.3.2 Перечень контрольно-измерительной и регистрирующей аппаратуры, входящей в состав установки «УМАНВ-6»:
Таблица 3
| Наименование | Тип | Технические характеристики | Погрешность, класс точности | Характеристики партии изготовления |
| Цифровой термометр | DS18B20 | от–55 °C до +125 °C | в диапазоне +40 ÷ + 85 °С не более ± 0,5 °С кл. А | серийно выпускаемый |
| Совместимый приемопередатчик со встроенным USB | DS2490 | - | - | серийно выпускаемый |
| Персональный компьютер (ПК) | ноутбук ASUS G70S | - | - | серийно выпускаемый |
| Щитовой вольтметр | Э 8030 | 500 В | кл. 2 | серийно выпускаемый |
| Щитовой амперметр | Э 8030 | 800/5 А | кл. 2 | серийно выпускаемый |
| Часы технические | 60 ЧП, 124 ЧС | от 0,01 до 9,99 с | не более ±0,01 с | серийно выпускаемые |
2.4 Устройство и работа установки «УМАН-6»
Силовая часть установки моделирования аэродинамического нагрева «УМАН-6» состоит из шести автономно управляемых нагревательных секций, выполненных в виде замкнутого девятигранника и блоков преобразователей напряжения. В качестве источника тепла используются серийно выпускаемые трубчатые кварцевые лампы ИК нагрева типа КГ-220-1000. В каждой нагревательной секции установки лампы объединены в 9 унифицированных нагревательных блоков (2) по 10 ламп. Каждый нагревательный блок содержит полированный плоский рефлектор с внутренней рубашкой охлаждения, которая предназначена для подачи охлаждающей воды при функционировании установки. Нагревательные секции установлены попарно на трех тележках (6), допускающих перемещение вдоль оси ОИ (3) по рельсам (7). Для обеспечения загрузки ОИ в рабочую зону нагревательных секций верхние части девятигранной несущей рамы установки выполнена поворотной (разъемной). Система вывешивания (4) предусмотрена для совмещения осей ОИ и нагревательных секций. Для снижения потерь излучаемой энергии при нагреве ОИ, фиксаторами положения нагревательных блоков (5) обеспечивается уменьшение диаметра рабочей зоны установки.
1. Схема работы установки «УМАН-6» при воспроизведения стационарного режима теплового нагружения.
Рис. 3. Схема работы установки «УМАН-6»при воспроизведении стационарного режима теплового нагружения.
1-6 – нагревательные секции установки «УМАН-6»;
7 – объект испытания ОИ;
8 - контрольно-измерительная и регистрирующая аппаратура;
9 - размещение цифровых термометров DS18B20 на поверхности ОИ;
10 – линии связи;
11-16 – регуляторы напряжения;
17 - система водяного охлаждения отражающих зеркал ламп ИК нагрева;
18 – защитное ограждение (металлическая сетка).
2.4.2 Система полуавтоматического управления установки «УМАН-6».
Система полуавтоматического управления предназначена для воспроизведения заданной температурно-временной зависимости, сбора и регистрации температуры поверхности ОИ в заданных точках и состоит из:
2.4.2.1 Преобразователей напряжения от сети 380В;
Рис. 4 Приборная панель стойки управления преобразователей напряжения.
2.4.2.2 Контрольно-измерительной и регистрирующей аппаратуры в составе:
- первичные преобразователи температуры - цифровые термометры DS18B20
- совместимый приемопередатчик DS2490 со встроенным USB
- ПК с программным обеспечением («1-Wire», «1-Wire Drivers x86»)
Рис. 5 Контрольно-измерительная и регистрирующая аппаратура
Коммутации цифровых термометров DS18B20 и совместимого приемопередатчика DS2490 со встроенным USB производится в соответствии со следующими инструкциями: «DS18B20 Русское описание работы с датчиком температуры» и «DS2490 Микросхема моста USB _1-Wire».
Рис.6 Рабочее окно программы «1-Wire» с показаниями одного цифрового термометра.
Рис. 7. Типовая схема расстановки цифровых термометров по внешней поверхности ОИ
Для описания, реализуемого в процессе теплового нагружения, распределения температурного поля по участку поверхности ОИ, количество цифровых термометров по поверхности участка должно быть не меньше трех на каждую нагревательную секцию установки (рис. 6).
Рис.8 Рабочее окно программы «1-Wire» с показаниями 3-х цифровых термометров, расположенных на поверхности ОИ в пределах одной нагревательной секции установки «УМАН-6»
Управление ИК нагревом осуществляется дежурным-оператором стойки управления преобразователей напряжения (в дальнейшем - дежурный) и оператором контрольно-измерительной и регистрирующей аппаратуры (в дальнейшем - оператор) (рис. 3).
Оператор наблюдает за соответствием показаний измерительной аппаратуры с заданным испытательным режимом и информирует дежурного о необходимости изменения выходного напряжения. Дежурный в ручном режиме, непосредственно со стойки управления преобразователя напряжения, регулирует выходное напряжение, подающееся на исполнительные устройства установки «УМАН–6».
Управление каждой нагревательной секции производиться отдельно.
Во избежание заброса температуры при выходе на режим нагрев производить со скоростью не более 3 оС/мин.
Нагревательные секции контролируются оператором по очереди. Время осмотра показаний цифровых термометров, расположенных в пределах одной нагревательной секции, должно быть минимальным, но достаточным для осмысления оператором полученной информации и принятии решения о подаче команды дежурному.
Основополагающей для принятия решения оператором о подаче команды дежурному на изменение выходного напряжения нагревательной секции является температура цифрового термометра, из числа расположенных в пределах данной нагревательной секции, которая более всего выходит за пределы допускаемой погрешности при задании температуры.
2.4.3 Система водяного охлаждения установки «УМАН-6».
Система водяного охлаждения служит для сохранения отражающей способности поверхности рефлектора (зеркала) и обеспечения требуемой по технической документации температуры эксплуатации ламп ИК нагрева.
Рис. 7 Схема обеспечения водяного охлаждения отражающих зеркал ламп ИК нагрева «УМАН- 6».
Перечень контрольно-измерительной аппаратуры, входящей в состав системы водяного охлаждения установки «УМАНВ-6»:
| Зав.№ | Техн. характеристики | |
| Реле протока РП-40 У3 | 250В, 2А | |
| Манометр Daiichi keiki | 4 5238 | 0 ÷ 15 кг/см2 |
Включение системы водяного охлаждения установки «УМАН-6» производиться выключателем, расположенным на колонне рядом с баком-отстойником системы водяного охлаждения установки «УМАН-6» и имеющим надпись “система водяного охлаждения установки «УМАН-6».
Давление в системе водяного охлаждения является постоянным и составляет
5 кг/см2, что соответствует положению вентиля – “полностью открыто” (рис.7).
2.5 Средства измерения, инструмент и принадлежности.
Перечень средств измерения, используемых при проведении испытательных работ с установкой «УМАН-6» приведён в п.п. 2.3.2.
Специализированный инструмент и принадлежности используется только на этапе настройки диаметра рабочей зоны установки под заданный диаметр ОИ (линейка, ручка для регулирования положения нагревательных блоков).
Анализ технического состояния, техники безопасности и экологической чистоты свидетельствует о соответствии установки «УМАН-6» требованиям системы сертификации ФСС КТ.