Карачун В.В., Мельник В.М.

Національний технічний університет України «КПІ»

розсіяння енергії аеродинамічного шуму

Конструкція може бути використана у складі інерціальних навігаційних систем.

Найбільш близьким до пропонуємої конструкції за технічною сутністю і досягаємим ефектом є прийнятий за найближчий аналог ПГ, який містить розміщений в тепловому кожусі циліндричний корпус з внутрішньою циліндричною, частково заповненою робочою рідиною, порожниною і розміщений в порожнині корпусу герметичний гіровузол з опорами і датчиками кута і моментів для визначення курсу.

Відома конструкція недостатньо ефективно захищає гіровузол від збурення проникаючими потужними ударними звуковими хвилями, що знижує точність вимірювань і є основним його недоліком. Зазначений недолік обумовлений тим, що робоча рідина рідинностатичної складової підвісу вже початково слугує добрим транслятором звукових хвиль. Нагріваючись ізсередини від гіромотора, рідина зменшує швидкість проникаючих іззовні звукових хвиль, і, тим самим, знижує збурення поверхні поплавкового підвісу і породжене цим небажане явище дифракції звукових хвиль із підвищенням амплітуди вимушених пружних коливань його поверхні. Підвищення температури рідини слугує сигналом для дії системи терморегуляції, що знаходиться в тепловому кожуху, і рідина буде охолоджуватися до необхідної температури, внаслідок чого буде зростати швидкість пройдешніх звукових хвиль і відповідно будуть рости амплітуди вимушених коливань поверхні підвісу і, відповідно, знижуватися точність вимірювань. Іншою причиною зниження точності вимірювань ПГ є те, що тепловий кожух віддаючи назовні, надлишкове тепло підігріває повітря поза корпусом і, тим самим, підвищує швидкість проникаючих іззовні акустичних хвиль, що збільшує амплітуду збурених коливань поверхні корпусу ПГ і, відповідно, поплавкового підвісу, що також знижує точність вимірювань.

В основу моделі поставлена задача зменшення амплітуд генеруємих звуковими хвилями в стінках корпусу та в робочій рідині коливань шляхом зміни конструкції теплового кожуха і надання його поверхні дискретно-неперервно перфорованої форми у вигляді наскрізних радіальних отворів однакової площі поперечного перетину, кінці яких з’єднані в поперечній площині корпусу замкненою кільцевою повітряною порожниною, що зменшить збурення гіровузла енергією звукових хвиль і призведе до зростання точності вимірювань курсу.

Поставлена задача вирішується тим, що в ПГ, який містить розміщений в тепловому кожуху циліндричний корпус з внутрішньою циліндричною, частково заповненою робочою рідиною, порожниною і розміщеним в порожнині корпусу герметичним гіровузлом з опорами і датчиками кута і моментів для визначення курсу, згідно корисної моделі новим є те, що поверхня теплового кожуха виконана дискретно-неперервно перфорованою наскрізними радіальними отворами однакової площі поперечного перетину, кінці яких з’єднані в поперечній площині корпусу замкненою кільцевою повітряною порожниною.

Зазначені відмітні ознаки забезпечують зміну циліндричної форми бічної поверхні теплового кожуха з гладкої, що має місце в найближчому аналогу, на дискретно-неперервно перфоровану наскрізними радіальними отворами однакової площі поперечного перетину, кінці яких з’єднані в поперечній площині корпусу замкненою кільцевою повітряною порожниною, що, за інших рівних з найближчим аналогом умов, створює додаткове розсіяння енергії проникаючих іззовні потужних ударних звукових хвиль при льотній експлуатації гіперзвукових літальних апаратів, а це знижує збурення ними гіровузла і призводить до зростання точності визначення курса об’єкта.

На кресленні схематично зображений ПГ в поздовжньому (рис. 1) та поперечному А-А перерізі (рис. 2).

ПГ містить корпус 1 з циліндричною, діаметром D, порожниною 2, яка частково заповнена робочою рідиною 3. В порожнині 2 корпусу 1, розташований поплавковий підвіс 4 з гіромотором 5, який встановлюється на опорах 6 і має датчик кута 7 і датчик моментів 8 для визначення курсу. На зовнішній поверхні 9 корпуса 1 розміщений тепловий кожух 10, зовнішня поверхня 11 якого дискретно-неперервно перфорована наскрізними радіальними отворами 12 однакової площі поперечного перетину, кінці яких з’єднані в поперечній площині корпусу замкненою кільцевою повітряною порожниною 14.

Працює ПГ наступним чином. При дії на корпус 1 звукових хвиль 13, його стінки набувають пружно-деформованого стану і приходять в коливальний рух. Оскільки, на зовнішній поверхні 9 корпуса 1 встановлений тепловий кожух 10 з перфорацією радіальними наскрізними отворами 12 однакової площі поперечного перетину, кінці яких з’єднані в поперечній площині корпусу замкненою кільцевою повітряною порожниною, замість неперфорованої поверхні в найближчому аналогу, відбувається ефективне розсіювання енергії звукових хвиль 13 спричиняємим ними коливальним рухом маси повітря в отворах перфорації 12 на пружній поверхні замкнених кільцевих повітряних порожнин 14 на кінцях наскрізних отворів в поперечній площині корпусу, а, отже, і зменшується амплітуда генеруємих в корпусі 1 пружних коливань, що, в свою чергу, послабляє пружно-напружений стан поверхні поплавка 4 пройдешньою, значно ослабленою, акустичною хвилею. За рахунок перфорації поверхні теплового кожуха, забезпечується розсіювання енергії звукових хвиль спричиняемим ними коливальним рухом маси повітря в отворах перфорації на пружній поверхні замкнених кільцевих повітряних порожнин, які з’єднують кінці наскрізних отворів в поперечній площині корпусу, і послаблення рівня проникаючого всередину поплавкового гіроскопа випромінювання, що знижує збурення гіровузла і призводить до росту точності вимірювань.