MODUŁOWA STRUKTURA DZIAŁA PNEUMATYCZNEGO



Podobne dokumenty
DZIAŁO PNEUMATYCZNE DO TESTÓW ZDERZENIOWYCH

BADANIA PROTOTYPU DZIAŁA PNEUMATYCZNEGO

dr inż. Piotr Pawełko / Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia patrz punkt 6!!!

Rozdzielacz suwakowy typ WH22

Wprowadzenie. - Napęd pneumatyczny. - Sterowanie pneumatyczne

Na specjalne zamówienie wykonywane są siłowniki dla niskich temperatur: 50ºC to + 80º C oraz dla wysokich temperatur: 32ºC to + 265º C

Więcej niż automatyka More than Automation

(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1 PL B1 F15B 11/02 F15B 15/08. (21) Numer zgłoszenia: (22) Data zgłoszenia:

PL B1. Siłownik hydrauliczny z układem blokującym swobodne przemieszczenie elementu roboczego siłownika. POLITECHNIKA WROCŁAWSKA, Wrocław, PL

PNEUMATYKA - elementy przygotowania powietrza

PNEUMATYKA - elementy przygotowania powietrza. Filtr FIL

(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1

Czujnik prędkości przepływu powietrza

PL B1. ADAPTRONICA SPÓŁKA Z OGRANICZONĄ ODPOWIEDZIALNOŚCIĄ, Łomianki k. Warszawy, PL BUP 20/10

Siłowniki wrzecionowe GEZE E 350 N, E 250, E 250-VdS Instrukcja montażu

Opis serii: Wilo-DrainLift Box

kyzawory odcinające do wymagających zastosowań MH Zawór

PL B1. Przyłącze gazowe, sposób montażu przyłącza gazowego i zespół redukcyjno-pomiarowy przyłącza gazowego

PL B1. Stół obrotowy zwłaszcza do pozycjonowania próbki w pomiarach akustycznych w komorze pogłosowej

Zestawy pompowe PRZEZNACZENIE ZASTOSOWANIE OBSZAR UŻYTKOWANIA KONCEPCJA BUDOWY ZALETY

Filtry oleju MS 500, V 500, R 500, V½ - 500, ½ - 500

VARIO 1 V.31 NL - Ładowany zamkowo pneumatyczny aplikator dmuchawkowy zasilany CO 2

SZCZEGÓŁOWY OPIS PRZEDMIOTU ZAMÓWIENIA

Opis działania. 1. Opis działania Uwagi ogólne

Zawory Valvex stosowane w górnictwie

BUDOWA I TESTOWANIE UKŁADÓW ELEKTROPNEUMATYKI

PL B1. INSTYTUT TECHNIKI BUDOWLANEJ, Warszawa, PL BUP 05/ WUP 11/16. WOJCIECH KUJAWSKI, Poznań, PL

Wyspa zaworowa OPTYMA 32-S Seria 2200

PNEUMATYKA - elementy przygotowania powietrza. Filtr FIL. Rozmiar: element seria przyłącze stopień filtracji spust kondensatu

07 - Zawory i elektrozawory. - Podstawowe zasady, schematy działania - Krzywe natężenia przepływu

Zawór proporcjonalny do różnych mediów VZQA

PL B1. Głowica pomiarowa do badania charakterystyk tribologicznych i szczelności ślizgowych uszczelnień czołowych

MODUŁY WIELOFUNKCYJNE

(13) B1 (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) PL B1 A47L 9/24. (54)Teleskopowa rura ssąca do odkurzacza

PL B1. POLITECHNIKA LUBELSKA, Lublin, PL BUP 02/15. MAŁGORZATA IWANEK, Lublin, PL MICHAŁ CIUKSZO, Pisz, PL

Awaryjne przetłaczanie amoniaku w zdarzeniach komunikacyjnych założenia metody. Warszawa, 01 grudzień 2014r. Barszcz Robert

PL B1. SMAY SPÓŁKA Z OGRANICZONĄ ODPOWIEDZIALNOŚCIĄ, Kraków, PL BUP 16/10. JAROSŁAW WICHE, Kraków, PL

Czujnik prędkości przepływu powietrza

PL B1. AFT SPÓŁKA Z OGRANICZONĄ ODPOWIEDZIALNOŚCIĄ, Poznań, PL BUP 11/17. PIOTR BERA, Poznań, PL SEBASTIAN MORYKSIEWICZ, Luboń, PL

Instrukcja montażu SŁUPOWE

PL B1. HUTA STALOWA WOLA SPÓŁKA AKCYJNA, Stalowa Wola, PL BUP 08/10

Przetworniki ciśnienia do zastosowań ogólnych typu MBS 1700 i MBS 1750

Veolia Energia Warszawa S.A. WYMAGANIA TECHNICZNE DLA ARMATURY ZAPOROWEJ/ REGULUJĄCEJ STOSOWANEJ W WYSOKOPARAMETROWYCH RUROCIĄGACH WODNYCH

Zawór 3/2-drogowy, uruchamiany elektrycznie, Seria AS3-SOV-...-POS Z wbudowanym czujnikiem ST6 G 3/8 - G 1/2 króciec rurowy

Przetworniki ciśnienia do zastosowań ogólnych typu MBS 1700 i MBS 1750

Opis urządzeń. Zawór hamulcowy przyczepy z nastawnym wyprzedzeniem

Lekcja 6. Rodzaje sprężarek. Parametry siłowników

Elementy konstrukcyjne aparatów

wejście wartości zadanej

Zespół rozruchowy, uruchamiany elektrycznie, Seria AS2-SSU opcjonalnie wg ATEX 1/4 NPT - 3/8 NPT króciec rurowy

Instrukcja obsługi palnika WK10/D4 str.1

Pomoc ssawna. Zapowietrzanie głowic. Zasada działania. Rev MB /1

OBIERACZKA DO PARÓWEK CATO PTF COD. CA

Przepustnica typ 57 L

W SPOCZYNKU. Normalnie otwarty (N.O.) 3/2 lub 2/2 W SPOCZYNKU

PL B1. PYSZNY PIOTR PRO-TECH, Rybnik, PL BUP 13/08. JAKUB PYSZNY, Rybnik, PL WOJCIECH PYSZNY, Rybnik, PL

NAF-Triball Zawory kulowe PN DN

BEZPIECZEŃSTWO SAMOLOTÓW W ASPEKCIE ZAGROŻENIA KOLIZJĄ Z PTAKAMI

PL B1. POLITECHNIKA LUBELSKA, Lublin, PL BUP 02/15. MAŁGORZATA IWANEK, Lublin, PL MICHAŁ CIUKSZO, Pisz, PL

Zawory Valvex dla górnictwa

= PRZYŁĄCZE ZASILAJĄCE 2 = PRZYŁĄCZE WYLOTOWE 3 = PRZYŁĄCZE ODPOWIETRZAJĄCE (przyłącze 3 zakorkowane w wersji 2/2) W SPOCZYNKU URUCHOMIONY

Wyspa zaworowa OPTYMA 32-S Seria 2200

Temat: Układy pneumatyczno - hydrauliczne

PL B1. Mechanizm regulacyjny położenia anody odporny na temperaturę i oddziaływanie próżni

Ogólne informacje o układzie pneumatycznym. Konstrukcja układu pneumatycznego. Definicje PGRT. Zbiornik sprężonego powietrza

KLASYFIKACJA BRONI STRZELECKIEJ.

Opis urządzeń. Zawór przekaźnikowy Zastosowanie. W przypadku szczególnie dużych objętości siłowników hamulcowych. Cel

PODAJNIKI WIBRACYJNE

Biuro projektowe. Ecoenergia Sp. z o.o Warszawa ul.lustrzana 32. Nazwa inwestycji

EV220B do dużych przepływów i tłumienia uderzeń hydraulicznych

Zawory elektromagnetyczne 2/2-drożne bezpośredniego działania Typu EV210B

Zawór redukcyjny warstwowy typ UZRC6

Zawór redukcyjny warstwowy typ UZRC6

Tłumaczenie oryginalnej instrukcji obsługi, instalacji i serwisowania TEC-44. Zawór kulowy z napędem 02/14

Opis urządzeń. Zawór korygujący z charakterystyką liniową Zastosowanie

SOLARNA GRUPA POMPOWA

Zajęcia laboratoryjne

P O L I T E C H N I K A Ł Ó D Z K A INSTYTUT ELEKTROENERGETYKI ZAKŁAD ELEKTROWNI LABORATORIUM POMIARÓW I AUTOMATYKI W ELEKTROWNIACH

Instrukcja obsługi i konserwacji zasuw nożowych do podsadzki hydraulicznej typ ZW-4/RZ. Spis treści 1. PRZEZNACZENIE PRZECIWWSKAZANIA...

Rozdzielacz suwakowy sterowany elektrycznie typ 6UREE10 z zaworami przelewowo - zwrotnymi 3

Opis urządzeń. Zawór elektromagnetyczny 3/2-drożny Zawór elektromagnetyczny 3/2-drożny napowietrzający

mcr ZIPP przeciwpożarowe zawory odcinające przeznaczenie 8.1. dokumenty dopuszczające 8.2. odporność ogniowa 8.3. wersje 8.4. zastosowanie 8.5.

AUTOMATYCZNY NAPĘD DRZWI PRZYMYKOWYCH TSA 160 PODRĘCZNIK UŻYTKOWNIKA

Nazwa zamawiającego: Przemysłowy Instytut Automatyki i Pomiarów PIAP Al. Jerozolimskie Warszawa Warszawa,

BUDOWA I TESTOWANIE UKŁADÓW PNEUMATYKI

Parametry techniczne. Parametry cewki

INSTRUKCJA OBSŁUGI ZASILACZ PWS-500B

Ogólne informacje o układzie pneumatycznym

PODNOŚNIK KANAŁOWY WWR 2,5 i WW 2,5

R lub 3-pozycyjny, pneumatyczny napęd obrotowy OBROTOWY DYSTRYBUTOR

Regulatory ciśnienia typu 4708

Instrukcja Techniczna Wodnej Kurtyny Powietrznej ZEFIR Typ: ACW 250

ZAWÓR KULOWY TRÓJDROGOWY GWINTOWANY

INSTRUKCJA OBSŁUGI ZAWORÓW ZWROTNYCH KOLANOWYCH SZUSTER SYSTEM TYPY: ESK 01 i ESK 11

Zawory elektromagnetyczne 2/2-drożne z serwosterowaniem i wspomaganiem otwarcia Typu EV251B

Siłowniki beztłoczyskowe Ø16

WKRĘTAK PNEUMATYCZNY PISTOLETOWY WK507D2/A3 WK605D2/A3

NRV / NRVH - Zawory zwrotne

Siatka spiętrzająca opis czujnika do pomiaru natężenia przepływu gazów. 1. Zasada działania. 2. Budowa siatki spiętrzającej.

Transkrypt:

3/2012 Technologia i Automatyzacja Montażu MODUŁOWA STRUKTURA DZIAŁA PNEUMATYCZNEGO Andrzej ZBROWSKI Kolizja samolotu z ptakiem jest zjawiskiem przypadkowym. Przypadkowe są także parametry energetyczne zdarzenia. Jednakże zderzenia statków powietrznych z ptakami są powszechnym zagrożeniem dla bezpieczeństwa transportu powietrznego i stanowią podstawową przyczynę wielu wypadków lotniczych. W wyniku wzrostu prędkości samolotów i liczby lotów ptaki stały się poważnym problemem dla lotnictwa [1 4], a prawdopodobieństwo wystąpienia kolizji znacznie wzrosło. W wyniku kolizji z ptakami uszkodzeniu mogą ulec rozmaite elementy konstrukcyjne i podzespoły samolotu. Stopień zniszczeń zależy głównie od prędkości lotu samolotu i masy ptaka. Najgroźniejsze wypadki zdarzają się w przypadku kolizji z ciężkim ptakiem o masie powyżej 0,9 kg. Zwiększanie odporności konstrukcji lotniczych na zderzenia z ptakami jest wymuszane odpowiednimi przepisami. Brytyjska BCAR (British Civil Aviation Regulation) wprowadziła standardy, wg których silnik musi być odporny na zderzenie z ptakiem o masie 0,7 kg. Oprócz tego po uderzeniu ptaka ważącego 60 g z prędkością 311 km/h silnik powinien pozytywnie przejść pięciogodzinną próbę pracy. Zwiększone wymagania dotyczące trwałości i bezpieczeństwa eksploatacji bezpośrednio wpływają na rozwój konstrukcji charakteryzujących się podwyższoną odpornością na kolizję z ciałami obcymi. Zmiany obejmują geometrię, budowę oraz materiały konstrukcyjne. W celu zapobiegania skutkom zderzeń i doskonalenia rozwiązań konstrukcyjnych duże znaczenie ma rozpoznawanie zjawisk powodujących uszkodzenia zespołu napędowego i kadłuba statków powietrznych. W znacznym stopniu badania są dynamizowane przepisami obligującymi producentów do wykonywania odpowiednich prób potwierdzających odporność konstrukcji na zderzenia. Metodą pozwalającą na pozyskanie najbardziej wiarygodnych rezultatów są testy zderzeniowe prowadzone w skali rzeczywistej. W badaniach zderzeniowych elementy konstrukcyjne są bombardowane obiektami rozpędzanymi do prędkości występujących podczas kolizji samolotu z ptakami [5 7]. Założenia konstrukcyjne działa W opracowanym rozwiązaniu miotanie ładunków jest realizowane za pomocą działa pneumatycznego o kalibrze 250 mm. Miotany obiekt jest umieszczany w sabocie ładowanym do lufy działa. Po uruchomieniu mechanizmu spustowego sabot jest zatrzymywany lub niszczony u wylotu lufy w specjalnym urządzeniu wylotowym, zaś ładunek, po opuszczeniu gniazda w sabocie, przemieszcza się w kierunku badanego elementu. Przyjęto następujące podstawowe parametry działa pneumatycznego o kalibrze 250 mm: masa pocisku z sabotem m max = 10 kg, maksymalna prędkość wylotowa pocisku v max = 680 m/s, ciśnienie dopuszczalne urządzenia p max = 40 barów, długość lufy całkowita l 1 = 9 m, nominalna długość drogi pocisku w lufie l 2 = 8 m, objętość akumulatora ciśnienia V 1 = 2 m 3. Struktura działa Działo pneumatyczne (rys. 1) jest zasilane sprężonym powietrzem magazynowanym w dwóch zbiornikach wysokociśnieniowych o pojemności 1 m 3 każdy. Maksymalne ciśnienie robocze działa wynosi 35 barów. Rys. 1. Schemat działa pneumatycznego: 1 lufa, 2 ładownica, 3 kolektor, 4 rury zasilające, 5 wsporniki lufy, 6 kompensator odrzutu, 7 łapacz sabota, 8 łoże, 9 wibroizolatory, 10 zbiorniki wysokiego ciśnienia, 11 kompresor, 12 osuszacz, 13 port ładowania z butli Zbiornik akumulatora ciśnienia (rys. 2a), ze względu na wymaganą objętość (1000 l) oraz ciśnienie dopuszczalne (40 barów) zaprojektowano z uwzględnieniem wymagań Urzędu Dozoru Technicznego i otrzymano zezwolenie dopuszczające zbiornik do eksploatacji. Obie dennice zbiornika mają króćce do zasilania kolektora. W zbiorniku znajduje się otwór spustowy do usu- 18

Technologia i Automatyzacja Montażu 3/2012 wania kondensatu, okno rewizyjne oraz zespół króćców do przyłączania czujników pomiarowych. Powietrze z akumulatorów jest doprowadzone do kolektora. Wewnątrz kolektora zabudowano mechanizm spustowy sterowany pneumatycznie. Kolektor (rys. 2b) jest zbiornikiem o specjalnej dwupłaszczowej konstrukcji. Umożliwia on równoczesne podłączenie czterech rurociągów zasilających. Płaszcz wewnętrzny jest zarazem komorą zamkową mechanizmu spustowego. Zbiornik kolektora ze względu na wymaganą objętość (225 l) oraz ciśnienie dopuszczalne (40 barów), również zaprojektowano z uwzględnieniem wymagań Urzędu Dozoru Technicznego i otrzymano zezwolenie dopuszczające zbiornik do eksploatacji. Rys. 2. Zbiorniki pneumatyczne: a) zbiornik akumulatora ciśnienia (1000 l), b) zbiornik kolektora (225 l) Lufa działa jest wykonana z honowanych rur stosowanych w konstrukcji siłowników hydraulicznych. Ze względów montażowych została podzielona na 3 segmenty połączone kołnierzowo. Ładowanie działa umożliwia port ładownicy stanowiący integralne przedłużenie kanału lufy. W ładownicy jest umieszczany sabot z obiektem miotanym. Ładownicę opracowano jako dzielony segment rurowy (rys. 3a). Jej pokrywa (na zawiasach) zamykana jest za pomocą połączeń śrubowych. Końce ładownicy mają gwint umożliwiający osadzenie kołnierzy łączących ładownicę z lufą i zbiornikiem kolektora. Na końcu lufy zamontowano akcyjno-reakcyjny kompensator odrzutu (rys. 3b) zakończony łapaczem sabota (rys. 3c). Kompensator ma gwinty wewnętrzne umożliwiające osadzenie elementu na zakończeniu lufy i połączenie z łapaczem sabota. Kompensator wraz z łapaczem tworzą urządzenie wylotowe. c) Rys. 3. Elementy lufy: a) c) łapacz sabota ładownica, b) kompensator, Łapacz sabota (rys. 3c) jest wkręcany w gwintowane przyłącze kompensatora odrzutu. Łapacz jest dzielonym elementem rurowym o cylindrycznej powierzchni wewnętrznej. Wzdłuż powierzchni bocznej ma wycięcia wspomagające usunięcie szczątków rozbitego sabota. Pokrywa na zawiasach zamykana jest za pomocą połączeń śrubowych. Wewnątrz łapacza znajduje się tulejowy zderzak przeznaczony do rozbijania wystrzeliwanego sabota. Układ łapacz kompensator lufa ładownica kolektor mają wspólną oś symetrii i stanowią jeden podzespół wsparty na wspornikach ustalających wysokość osi lufy. Elementem bazowym działa jest łoże (rys. 4) przenoszące obciążenie lufy, wsporników i odrzutu. Na łożu zamocowane są wsporniki lufy, zbiorniki akumulatorów ciśnienia oraz kompresor z osuszaczem. Łoże w formie platformy, z ramą wykonaną jako kratownica profili zamkniętych, pokryte jest blachą ryflowaną w celu umożliwienia swobodnego przemieszczania się operatora po platformie. Rama składa się z segmentów łączonych za pomocą połączeń śrubowych. Każdy segment łoża jest konstrukcją spawaną. Rys. 4. Łoże działa Instalacja pneumatyczna jest dostosowana do maksymalnego ciśnienia roboczego wynoszącego 40 barów. Ładowanie akumulatorów można wykonywać za pomocą butli ze sprężonym powietrzem lub azotem, podłączanych do portu ładowania. Możliwe jest także wykorzystanie wysokociśnieniowego kompresora powietrza atmosferycznego połączonego bezpośrednio ze zbiornikami akumulatorów. W tym celu zastosowano kompresor tłokowy ALMIG HL 103523 (rys. 5a), który zapewnia czas ładowania zbiorników 2000 l do ciśnienia 35 barów w czasie 120 min. Na przewodach pneumatycznych, pomiędzy akumulatorami ciśnienia a kolektorem, zastosowano pełnoprzelotowe zawory kulowe z napędem elektrycznym i detekcją pozycji krańcowej (rys. 5b). Zawory mają możliwość obsługi ręcznej w przypadku awarii systemu sterowania lub zaniku napięcia. W przypadku potrzeby prowadzenia badań przy użyciu ciśnienia 40 barów, zbiorniki można wstępnie naładować za pomocą sprężarki, a następnie uzupełnić ciśnienie z wykorzystaniem butli ze sprężonym powietrzem. 19

3/2012 Technologia i Automatyzacja Montażu a) b) zespołem zaworów szybkiego spustu 7 i 8 zamocowanych do przyłącza 5. Z drugiej strony komora zamkowa łączy się z ładownicą 11, w której sabot 12 zamyka kanał lufy. Po dostarczeniu czynnika roboczego do kolektora i otwarciu pełnoprzelotowych zaworów kulowych 16, dzięki kanałom wykonanym w zamku, następuje stopniowe wyrównanie ciśnienia w komorze zamkowej i w kolektorze. Ze względu na różnicę powierzchni czynnej zamka od strony kolektora i pokrywy komory zamkowej następuje dociśnięcie zamka do stożkowego gniazda komory. Rys. 5. Elementy robocze instalacji pneumatycznej: a) sprężarka tłokowa wysokociśnieniowa HL 103523, b) pełnoprzelotowy zawór kulowy z napędem elektrycznym, detekcją pozycji krańcowej i awaryjnym ręcznym sterowaniem Mechanizm spustowy Najistotniejszym elementem konstrukcyjnym działa pneumatycznego, decydującym o uzyskiwanych prędkościach miotanych obiektów, jest mechanizm spustowy. Musi on umożliwić jak najszybsze uzyskanie pełnoprzelotowego przepływu czynnika roboczego w kanale lufy. Ze względu na długie czasy otwierania i zamykania typowych zaworów o przelocie 250 mm, sięgające kilkudziesięciu sekund, skonstruowano specjalny mechanizm spustowy przeznaczony do działa o kalibrze 250 mm. Mechanizm spustowy (rys. 6) jest sterowany w sposób umożliwiający zdalną obsługę systemu po załadowaniu sabota do ładownicy. Spust zabudowano wewnątrz przestrzeni kolektora 2. Zasadniczą część mechanizmu spustowego stanowi zamek 3, poruszający się w komorze zamkowej 1 wmontowanej w zbiornik kolektora. Komora zamkowa ma otwory prostopadłe do osi podłużnej systemu, umożliwiające szybki i nietłumiony przepływ czynnika roboczego z kolektora do kanału komory zamkowej. Przepływ czynnika jest zamykany lub otwierany w zależności od położenia zamka w kanale komory. Zamek w położeniu odcinającym przepływ czynnika spoczywa w stożkowym gnieździe komory, zamykając przepływ za pomocą uszczelnienia czołowego. Docisk zamka do gniazda jest wywoływany wstępnie za pomocą ciśnienia sprężonego powietrza dostarczanego do komory zamkowej przez zawór 6. Komorę zamkową zamyka pokrywa 4 z wysokowydajnym Rys. 6. Schemat mechanizmu spustowego: 1 lufa, 2 kolektor, 3 zamek, 4 pokrywa, 5 przyłącze zaworów szybkiego spustu, 6 zawór zapowietrzający komorę zamkową, 7, 8 zawory szybkiego spustu, 9 zawór odpowietrzający komorę ładownicy, 10 zawór sterujący zaworem szybkiego spustu, 11 pokrywa ładownicy, 12 sabot, 13 komora ładownicy, 14 komora zamkowa, 15 zderzak zamka, 16 pełnoprzelotowy zawór kulowy Ze względu na możliwość występowania przedmuchów pomiędzy zamkiem i stożkowym gniazdem, które mogłyby w niekontrolowany sposób uruchomić sabot, zastosowano odpowietrzenie komory ładownicy realizowane za pomocą zaworu 9. Cykl strzału rozpoczyna odpowietrzenie komory zamkowej realizowane przez otwarcie zaworu 6 oraz jednoczesne otwarcie zespołu zaworów szybkiego spustu 7 i 8 w wyniku przesterowania zaworu 10 w pozycję odpowietrzającą. Odpowietrzenie komory zamkowej powoduje zmianę kierunku siły wypadkowej i następuje przesuwanie zamka w kierunku pokrywy 4. W czasie tego cyklu zamek odsłania boczne otwory dostarczające czynnik roboczy z kolektora do komory zamkowej. Po przedostaniu się czynnika roboczego przed czołową powierzchnię uszczelniającą ruch zamka zostanie gwałtownie przyspieszony. W czasie odsłaniania bocznych otworów czynnik roboczy wypełnia komorę ładownicy, powodując wypchnięcie sabota z kanału lufy. Odrzut zamka jest wyhamowany za pomocą elastomerowego zderzaka na pokrywie komory zamkowej. W celu przyspieszenia ruchu zamka, zależnego od szybkości odpowietrzania komory zamkowej, opracowano specjalną konstrukcję zaworu szybkiego spustu 7 i 8, wzorowaną na działaniu mechanizmu zamka. 20

Technologia i Automatyzacja Montażu 3/2012 Po wykonanym strzale zamek powraca w położenie wyjściowe po przesterowaniu zaworów 10 i 6. Przesterowanie zaworu 10 zamyka zawór szybkiego spustu. Przesterowanie zaworu 6 umożliwia zapowietrzenie komory zamkowej i dociśnięcie stożkowego czoła zamka do czoła gniazda komory zamkowej (rys. 7). a) Rys. 7. Zamek mechanizmu spustowego: a) zamek w położeniu zamkniętym, b) zamek w położeniu otwartym b) Konstrukcja mechanizmu spustowego umożliwia inicjowanie strzału za pomocą suwakowych automatycznych spustowych zaworów pneumatycznych ze wspomaganiem realizowanym za pomocą dodatkowych zaworów elektromagnetycznych (rys. 8). Rozwiązanie takie jest niezwykle korzystne w przypadku zdalnego uruchamiania systemu przez załączanie zasilania cewek zaworów wspomagających. a) Rys. 9. Model 3D mechanizmu spustowego: a) konfiguracja z zastosowaniem wyzwalaczy automatycznych, b) konfiguracja z zastosowaniem wyzwalaczy ręcznych Prototyp działa b) Rys. 8. Zawór szybkiego spustu: a) zawór spustowy sterowany zaworem 3/2, b) kolektor wylotowy Taka konfiguracja umożliwia sprzętową oraz programową synchronizację cyklu strzału z innymi komponentami stanowiska badawczego współpracujących z działem pneumatycznym. Istnieje także możliwość ręcznego uruchamiania cyklu strzału. W tym przypadku zawory automatyczne są zastępowane ręcznymi zaworami kulowymi (rys. 9). Struktura konstrukcji działa uwzględnia wymaganą modułowość ułatwiającą eksploatację i konfigurację urządzenia. Podstawowe moduły systemu to: łoże, lufa, wsporniki lufy, ładownica, zbiorniki akumulatorów ciśnienia, zbiornik kolektora, tłumik odrzutu, chwytacz sabota, kompresor, skraplacz. Opracowana konstrukcja mechanizmu spustowego umożliwia stosowanie systemu wymiennych luf o zróżnicowanych kalibrach. Mechanizm spustowy oraz ładownica są elementami uniwersalnymi niezależnymi od kalibru. Każda lufa może być demontowana i odłączana od ładownicy, a następnie zastępowana innym zestawem o pożądanym kalibrze. Wymiana lufy wiąże się z koniecznością zastosowania pierścieniowych kompensatorów w gniazdach podpór oraz wkładek redukcyjnych wewnątrz kanału ładownicy. Z uwagi na to, że za tłumienie odrzutu jest w tym przypadku odpowiedzialna masa systemu, wynosząca 25 t, łoże posadowiono bezpośrednio, bez stosowania układu oporopowrotnego. Zaletą tego rozwiązania jest brak ruchu wstecznego i stała odległość lufy od celu. 21

3/2012 Technologia i Automatyzacja Montażu Istnieje także możliwość alternatywnego posadowienia systemu z zastosowaniem szynowego mechanizmu oporopowrotnego. W tej wersji rama działa spoczywa na rolkach znajdujących się na szynach zamocowanych do posadzki. W przypadku posadowienia sztywnego istnieje doświadczalnie stwierdzone ograniczenie energii strzału [7]. Działo w konfiguracji przedstawionej na rys. 10 może bezpiecznie rozproszyć energię strzału o ciśnieniu roboczym maks. 15 barów. Powyżej tej wartości ciśnienia na skutek siły odrzutu uszkodzeniu ulegają śruby wibroizolatorów. Aby możliwe było wykorzystanie większych energii, należy działo w przedniej części pomostu dociążyć masą tłumiącą. ładownicy. Brak dokręcenia pokrywy powoduje bowiem wyrwanie kilkunastokilogramowego elementu z zawiasów, który rozpędzony ciśnieniem sprężonego powietrza stanowi bezpośrednie zagrożenie dla życia i zdrowia obsługi. Rys. 12. Widok modułu bezpieczeństwa kontrolującego dokręcenie śrub w pokrywie ładownicy Moduł bezpieczeństwa (rys. 12) składa się z zestawu mechanicznych wyłączników krańcowych aktywowanych w sytuacji, gdy śruba mocująca zostanie dokręcona. Wyłączniki połączono szeregowo w obwodzie prądowym elektromagnetycznych zaworów inicjujących 3/2. Brak sygnału z wyłącznika spowodowany niedokręceniem śruby mocującej pokrywę skutkuje przerwą w obwodzie zasilania zaworu i uniemożliwia oddanie strzału. Urządzenie wylotowe Rys. 10. Model 3D działa pneumatycznego Na podstawie opracowanego modelu 3D wykonano prototyp działa pneumatycznego (rys. 11). Wykorzystując modułowość konstrukcji, urządzenie podzielono na jednostki montażowe tak, aby każda z nich była możliwa do zmontowania niezależnie od pozostałych. Urządzenie wylotowe (rys. 13) spełnia podstawową rolę w przypadku strzelania pociskami podkalibrowymi (imitującymi ptaki) osadzonymi w sabocie. Rys. 13. Urządzenie wylotowe: a) urządzenie gotowe do strzału, b) urządzenie w czasie oczyszczania z resztek sabota Rys. 11. Prototyp działa pneumatycznego Nieruchoma lufa działa jest zamocowana na stałej wysokości, limitowanej wysokością pomieszczenia badawczego. Obiekt badany jest mocowany do stalowego postumentu trwale zamocowanego do posadzki. Celowanie jest realizowane przez manewrowanie obiektem badawczym względem nieruchomego wylotu lufy. Jeżeli mocowanie obiektu badawczego bezpośrednio do postumentu jest niemożliwe, należy zastosować odpowiednie adaptery indywidualnie dopasowane do badanego obiektu. W celu zapewnienia właściwego poziomu bezpieczeństwa eksploatacji wprowadzono kontrolę momentu dokręcania z kontrolą zakręcania śrub mocujących pokrywę Urządzenie musi uwolnić pocisk od sabota oraz zapewnić defragmentację i maksymalne rozproszenie szczątków płaszcza prowadzącego i wypełniacza. Defragmentacja i rozproszenie są niezbędne dla ograniczenia zakłóceń wywołanych potencjalną kolizją odłamków sabota z obiektem badanym. Zadaniem urządzenia wylotowego (rys. 14) jest usunięcie sabota w sposób niewywołujący zakłóceń w trajektorii lotu pocisku. Urządzenie wylotowe jest elementem dopasowanym do konstrukcji sabota. Sabot został zaprojektowany w postaci cienkiej tulei z denkiem, wykonanej z kruchego tworzywa sztucznego (PVC). Wewnątrz tulei znajdują się elementy wypełniacza otaczające pocisk. W charakterze wypełniacza jest stosowany twardy polistyren spieniony. Pocisk podkalibrowy jest umieszczany w sabocie na dnie tulei i stabilizowany czterema kształtkami dopasowanymi do rozmiarów poci- 22

Technologia i Automatyzacja Montażu 3/2012 sku. W przypadku pocisków pełnokalibrowych wewnątrz sabota jest umieszczany rdzeń, którego masa definiuje całkowitą masę pocisku pełnokalibrowego. Rys. 14. Pocisk: a) podkalibrowy w sabocie, b) pełnokalibrowy z rdzeniem Pociski pełnokalibrowe miotane są z zastosowaniem kompensatora odrzutu. Pociski podkalibrowe są wystrzeliwane z zastosowaniem urządzenia wylotowego, zamontowanego do kompensatora odrzutu. Wnioski Parametry energetyczne działa pozwalają uzyskiwać prędkości naddźwiękowe. W przypadku wysokich ciśnień, przekraczających 15 barów pojawia się jednak istotne oddziaływanie siły odrzutu. Odrzut systemu, występujący przy ciśnieniu roboczym 15 barów, spowodował przesunięcie 20-tonowej konstrukcji o 10 cm i złamanie 16 stóp wibroizolatorów osadzonych na śrubach M16. Ze względu na bardzo duże możliwości energetyczne systemu miotającego, jednym z podstawowych aspektów wdrożenia jest zapewnienie warunków bezpiecznej eksploatacji dla personelu obsługi oraz infrastruktury technicznej i budowlanej znajdującej się w pobliżu działa. Hałas wystrzału, szczególnie podczas procesu charakteryzującego się wysokim ciśnieniem roboczym (gdy przekraczana jest bariera dźwięku), może stanowić istotny problem związany z uciążliwością badań dla środowiska oraz destrukcyjnym oddziaływaniem fali dźwiękowej na infrastrukturę budowlaną. Główne zagrożenie wynika jednak ze skutków kolizji miotanego obiektu z celem. Właściwe przygotowanie kulochwytu i zabezpieczenie otoczenia przed odłamkami musi stanowić priorytet bezpiecznego prowadzenia działalności badawczej realizowanej z zastosowaniem działa pneumatycznego. System ma wysoki potencjał energetyczny umożliwiający miotanie dużych i ciężkich, nawet kilkukilogramowych obiektów z prędkościami naddźwiękowymi. Pociski podkalibrowe oraz pełnokalibrowe charakteryzują się powtarzalnym torem lotu, stabilnością pozycji w locie i małym rozrzutem trafienia. Konstrukcja sabota oraz urządzenia wylotowego umożliwia pełną defragmentację oraz skuteczne rozpraszanie szczątków tulei prowadzącej i wypełniacza, co przyczynia się do niewielkiej liczby niepożądanych odłamków podążających w stożkowym strumieniu powietrza rozciągającym się za wystrzelonym pociskiem podkalibrowym. Opracowany i wykonany prototyp działa pneumatycznego jest obecnie jedynym w Polsce systemem umożliwiającym prowadzenie badań zderzeniowych wykonywanych w przemyśle lotniczym. System umożliwia doświadczalną weryfikację nowych rozwiązań konstrukcyjnych i materiałowych oraz przyczyni się do opracowania doskonalszych modeli ptaków wykorzystywanych w cyfrowych badaniach symulacyjnych realizowanych metodą elementów skończonych. System jako jeden z nielicznych umożliwia nadawanie ciężkim, kilkukilogramowym obiektom (nawet do 7 kg) prędkości naddźwiękowych w zakresie do 680 m/s. Takie parametry pozwalają na pełne symulowanie warunków zderzenia nawet z najcięższymi ptakami z możliwością odtwarzania maksymalnych prędkości lotu rozwijanych przez większość samolotów cywilnych i wojskowych. LITERATURA 1. http://lotniczapolska.pl/bird-strike-niebezpieczne- -kolizje-w-powietrzu,9992. 2. Bird Strike Damage&Windshield Bird Strike Final Report. European Aviation Safety Agency, 2009. http://www.easa.europa.eu/rulemaking/docs/research/final%20report%20bird%20strike%20study. pdf. 3. Szczeciński S., Balicki W., Głowacki P.: Uszkodzenia silników turbinowych wywołane zderzeniami z ptakami. Przegląd Sił Powietrznych, 2009/2, s. 15-21. 4. Dolbeer R., et al.: Wildlife Strikes to Civil Aircraft in the United States 1990-2009, Report of The Associate Administrator For Airports, Office of Airport Safety and Standards Airport Safety & Certification. Federal Aviation Administration, No. 16, Washington, DC May 2011. 5. Ubels L.C., Johnson A.F., Gallard J.P., Sunaric M.: Design and testing of a composite bird strikeresistant leading edge. April 2003 National Aerospace Laboratory NLR. http://www.nlr.nl/smartsite.dws?id=2857. 6. Reed J.: Further Discussion of Bird Strike Design Issues for Engines with Obscured Fans. http://digitalcommons.unl.edu/birdstrike2007/14/ 7. Capriolo I., Sacerdote U.: High velocity air gun with frangible valve trigger means. Patent US3428037, 1969 8. Zbrowski A.: Badania prototypu działa pneumatycznego. Problemy Eksploatacji nr 3/ 2011, s. 217-234. Dr inż. Andrzej Zbrowski jest pracownikiem Instytutu Technologii Eksploatacji Państwowego Instytutu Badawczego w Radomiu. 23