Испытания на основе физического моделирования
4.3.1. Физическое моделирование объектов испытаний
Принцип физического моделирования достаточно широко используется в практике опытно-конструкторской отработки СТС для выявления наиболее важных свойств данной конструкции, выбора оптимальных критериев, определяющих ее качество, и т. д. Суть физи — ческих моделей заключается в том, что исследование некоторого физического процесса производится не на натурном объекте, а на его уменьшенных или упрощенных до некоторой степени моделях. В данном случае сами модели должны быть подобны натуре в смысле точного копирования изучаемых явлений. Моделирование может быть полным, если система полностью заменяется моделью или моделями, и частичным, если в ней заменяются моделью один или несколько элементов. Физические модели используются для изучения внутренней структуры сложных физических процессов, для определения не только выходных, но и промежуточных параметров, для выбора и проверки критериев подобия, различных физических констант, а также для прогнозирования и объяснения различного рода явлений с достаточной степенью точности.
Физическая модель должна не только отражать изучаемый реальный процесс, но быть менее сложной, чем сам натурный объект, в противном случае теряется смысл ее использования. Физическая модель отличается от других видов моделей прежде всего тем, что она сохраняет самые существенные, определяющие свойства натурного объекта, представленные, как правило, в ином масштабе. Внешне она может быть похожей на натурный объект и отличаться от него только размерами. Физические модели сохраняют специфику реального объекта, они конкретны и также сложны в эксперименте, а в ряде случаев и сложнее, чем на натурном объекте.
Испытание СТС — дорогостоящий эксперимент, однако с помощью моделей дорогое, а в ряде случаев уникальное оборудование может быть исключено из программы отработки. Так, например, при отработке системы питания двигателя совместно с турбонасос — ным агрегатом камеру сгорания можно заменить физической моделью — дроссельными шайбами, настроенными на заданный секундный расход компонентов топлива. Благодаря этому дорогое огневое испытание двигателя может быть заменено практически гидроиспытанием и перенесено со стенда огневых испытаний в гидролабораторию.
Испытания на основе физического моделирования ОИ состоят из следующих этапов: определение цели и задачи испытания; построение физической модели объекта испытания; проведение испытания путем внешних воздействий на физическую модель ОИ и получение ее реакции на это воздействие; анализ, обработка и интерпретация результатов испытаний. Основные цели и задачи испытаний физических моделей ОИ сведены в табл. 4.1.
Таблица 4.1