|
|
|
|
|
СТРУЙНАЯ ТЕХНИКА |
Большая советская энциклопедия (БЭС) |
отрасль пневмо- и гидроавтоматики; рабочей средой в приборах С. т. могут служить как воздух или др. газ, так и жидкости. Принципы действия большинства пневматических (см. Пневмоника) и гидравлических элементов и устройств С. т. одинаковы. Однако в некоторых случаях пневмоника эффективно использует специфические свойства течения газов; например, принцип пропорционального редуцирования абсолютных давлений газа, основан на использовании характеристик надкритического и докритического течения газа в дросселях и примененный в аэродинамическом барометре, датчике отношения абсолютных давлений газа, махметре и др. В гидравлических устройствах С. т. также применяются специфические элементы; например, с помощью сифонных устройств осуществляется управление порционным дозированием жидкостей. Возможно совместное применение пневматических и гидравлических элементов С. т., например при запоминании непрерывных сигналов, измерении и запоминании экстремальных значений параметров, моделировании физических процессов.
При построении гидравлических устройств С. т. учитывают особенности течения жидкости, из-за которых могут возникать нежелательные эффекты (например, Кавитация или облитерация, приводящая к прекращению протока жидкости через малые щелевые зазоры); в некоторых случаях на работе элементов сказывается действие сил поверхностного натяжения жидкости.
Элементы С. т. отличаются высокой эксплуатационной надёжностью. Работы по созданию различных устройств и систем интенсивно ведутся в СССР и за рубежом. Устройства С. т. наряду с общепромышленным применением используют в специальных отраслях техники, например в системах управления на кораблях, при океанологических исследованиях, в системах управления нефтеналивными агрегатами, поливочными с.-х. установками и т.д.
Лит. см. при ст. Пневмоника.
Л. А. Залманзон.
|
Мультимедийная энциклопедия |
пневмогидроавтоматика, область автоматики, основанная на использовании
взаимодействия струй жидкости или газа. Струйная техника аналогична
электронике в отношении как основных принципов построения, так и
практического применения. Устройства и системы струйной техники не имеют
подвижных деталей и используются в компьютерах, насосах аппаратов
искусственного кровообращения, системах управления ракет, подводных лодок,
металлорежущих станков и т.п. Струйные элементы работают на малых
перепадах давления (порядка килопаскалей).
Струйные элементы. В устройствах пневмогидроавтоматики управление
осуществляется путем взаимодействия струй жидкости или газа в рабочей
камере. Из сопла питания в камеру поступает основная струя; на нее
воздействует менее мощная управляющая струя. Простое устройство, в котором
происходит взаимодействие управляющей и основной струй, называется
струйным переключателем. Такой переключатель является основным элементом
струйной схемы, подобно транзисторам - основным компонентам электронных
схем.
В настоящее время применяются струйные элементы двух основных типов:
пропорциональные (с непрерывной характеристикой) и двухпозиционные (с
релейной характеристикой). Пропорциональный струйный элемент показан на
рис. 1. В отсутствие управляющей струи основная струя разделяется поровну
на два выходных канала. Управляющая же струя отклоняет основную
пропорционально своему количеству движения и тем самым перераспределяет ее
между двумя выходными каналами. Поскольку количество движения у основной
струи больше, чем у управляющей, такой струйный элемент представляет собой
усилитель. Направляя выходную струю одного пропорционального струйного
элемента во входной канал другого (рис. 2), можно построить цепь
усилителей с очень большим общим коэффициентом усиления мощности.
В двухпозиционном переключателе основная струя не разделяется; она
поступает в один из выходных каналов. Для каждого из выходных каналов
возможны лишь два варианта: "включено" или "выключено", "0" или "1", "Да"
или "Нет". Переключатель, показанный на рис. 3, представляет собой
сумматор. Сигнал в выходном канале О2 возникает при наличии сигнала в
любом из входных каналов - С1 или С2. Струйные элементы специальной
конструкции и комбинации элементов могут выполнять многие другие
логические и арифметические операции.
Рис. 1. ПРОПОРЦИОНАЛЬНЫЙ СТРУЙНЫЙ ЭЛЕМЕНТ.
Предельные состояния: а - основная струя в отсутствие управляющей
разделяется поровну между выходными каналами; б - основная струя под
действием управляющей полностью поступает в один из выходных каналов.
струйных элементах. Выходная струя левого служит управляющей струей
правого.
цифрового компьютера. Основная струя втекает в камеру снизу, управляющие -
слева. Наличие сигнала на выходе О1 указывает на отсутствие управляющих
сигналов С1 и С2, а наличие сигнала на выходе О2 - на наличие сигнала на
входе С1 или С2.
Применение. На основе двухпозиционных струйных переключателей можно
в принципе построить цифровой компьютер, а на основе пропорциональных -
аналоговый. Правда, такие компьютеры менее компактны, чем электронные, и
уступают им в быстродействии. Кроме того, они, как и все системы струйной
техники, непрерывно расходуют рабочее тело.
Принцип струйного управления используется в двигателях ракет. Управляющая
струя, отведенная по патрубку из камеры сгорания или входной части сопла
ракетного двигателя и снова введенная несколько ниже по потоку в
реактивное сопло, вызывает отклонение основной струи, а тем самым изменяет
направление тяги ракетного двигателя. Струйные системы более эффективны и
надежны, чем другие системы управления вектором тяги, например,
механические с поворотом всего ракетного двигателя в универсальном
шарнире.
Струйное управление применяется также в насосах аппаратов искусственного
кровообращения. Насос заменяет отключенное сердце пациента в ходе
хирургической операции на его сердце. Такие насосы, не имеющие ни
движущихся механических частей, ни электронных компонентов, надежны,
компактны и недороги.
Струйные усилители имеют ряд преимуществ перед электронными. Они более
надежны при температурах выше 150 и ниже -50° С, а также при высоких
уровнях радиации, например в ядерных реакторах, и более стойки к
механическим нагрузкам и вибрации, что немаловажно в ракетах, где системы
управления и наведения подвергаются воздействию значительных нагрузок и
вибраций при старте и на активном участке.
химическим травлением пластмассы.
Будущее струйной техники. Одна из важнейших проблем в области
струйной техники - проблема миниатюризации. Одно из возможных решений этой
проблемы дает применение фотолитографии при их изготовлении. Выполненную в
крупном масштабе схему, состоящую из коммуникационных и функциональных
каналов и камер, фотографируют, негатив уменьшают, проецируют на слой
фоточувствительного материала (фоторезиста), покрывающий пластмассовую
подложку, а затем химическим травлением удаляют не защищенные фоторезистом
участки подложки.
ЛИТЕРАТУРА
Элементы и устройства пневмоавтоматики низкого давления (струйной
техники). М., 1973
Алферов В.В. и др. Струйная автоматика в системах управления. М., 1975 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|