Аэродинамическая труба

Изобретение относится к экспериментальной аэродинамике, в частности к аэродинамическим установкам (трубам), и может быть использовано для испытаний моделей лопастей воздушных винтов. Устройство содержит входной тракт с задвижкой и дросселем для ввода сжатого воздуха, форкамеру, пульсатор, сопло, рабочую часть, устройство изменения углового положения модели профиля сечения лопасти винта и проведения весовых измерений, выхлопной тракт, рабочую камеру. В форкамере установлены два дросселя, один из которых выполняет роль пульсатора, а другой предназначен для регулирования стационарной составляющей расхода воздуха. Оба дросселя изготовлены в виде двух расположенных соосно перфорированных цилиндров, причем внешние цилиндры неподвижны, внутренний цилиндр пульсатора выполнен с возможностью совершать вращательные и возвратно-поступательные перемещения, а внутренний цилиндр дросселя регулирования стационарной составляющей расхода воздуха выполнен с возможностью совершать только возвратно-поступательные перемещения вдоль оси. Стенки рабочей части аэродинамической трубы выполнены перфорированными. Устройство изменения углового положения модели выполнено в виде отсека рабочей части аэродинамической трубы, на боковых стенках отсека которого расположены тензовесы и устройство изменения углового положения, содержащее механизм синхронизации углового положения модели с пульсациями скорости потока в рабочей части. Технический результат заключается в повышении качества моделирования натурного обтекания профиля сечения лопасти воздушного винта. 3 ил.

 

Изобретение относится к области авиации, в частности к аэродинамическим установкам (трубам), и может быть использовано для испытания профилей лопастей винтов вертолетов в условиях, моделирующих условия натурного обтекания лопастей винтов вертолетов при их вращательно-поступательном перемещении в атмосфере.

Известна аэродинамическая труба Т-105 ЦАГИ (см. Руководство для конструкторов по проектированию самолетов. T.1, кн.4, вып.10, Издательский отдел ЦАГИ, 1984 г.), содержащая открытую вертикальную рабочую часть, обратный канал, вентилятор с электроприводом, хонейкомб и сопло.

Недостатком этой трубы является то, что в ней можно испытывать только винт вертолета в целом, но невозможно изучать характеристики профилей сечения лопасти винта вертолета. Кроме того, в трубе невозможно моделировать натурное обтекание винта вертолета при его вращательно-поступательном перемещении.

Известна аэродинамическая труба СВС-2 ЦАГИ (E.L. Bedrzhitsky, V.P. Roukavets. Historical Review of the Creation and Improvement of Aerodynamic Test Facilities at TsAGI. AGARD-CP - 585. Moscow, Russia, 30 September, 1996), содержащая входной тракт с задвижкой и дросселем для ввода сжатого воздуха, форкамеру, сопло, рабочую камеру и тракт выхлопа с шахтой шумоглушения. В трубе возможно проведение испытаний профилей лопастей и отсеков лопастей винта вертолета.

Недостатком этой трубы является отсутствие пульсирующей составляющей скорости потока воздуха в рабочей части. Поэтому в ней невозможно моделирование условий натурного обтекания сечения лопасти винта вертолета при его вращательно-поступательном перемещении в атмосфере.

Наиболее близким из известных технических решений, принятым за прототип заявляемому устройству, является аэродинамическая труба с пульсирующим потоком (см. М.Р. Ryabokon, A.G. Malyk. Subsonik Wind Tunnel with Flow Speed Pulsation. AGARD-CP - 585), содержащая форкамеру, сопло, рабочую часть, механизм изменения углового положения модели, выхлопной тракт и эжектор, создающий течение в трубе, а также пульсатор в виде вращающегося вала, очерченного по контуру эллипса, расположенный в выхлопном тракте. При вращении вала изменяется проходная площадь трубы, что и является источником пульсаций потока в рабочей части трубы.

Недостатком прототипа является наличие пульсаций давления в рабочей части. При этом могут иметь место резкие падения и возрастания давления, которых нет при натурном обтекании лопасти. Это существенно нарушает моделирование в трубе натурного обтекания профиля сечения лопасти винта.

Задачей и техническим результатом данного изобретения является разработка конструкции аэродинамической трубы, обеспечивающей существенное повышение качества моделирования натурного обтекания профиля сечения лопасти винта вертолета при его вращательно-поступательном перемещении в атмосфере.

Решение поставленной задачи и технический результат достигаются тем, что в аэродинамической трубе, содержащей входной тракт с задвижкой и дросселем для ввода сжатого воздуха, форкамеру, пульсатор, сопло, рабочую часть, устройство изменения углового положения модели профиля сечения лопасти винта и проведения весовых измерений, выхлопной тракт, рабочую камеру, в форкамере установлены два дросселя; один из которых выполняет роль пульсатора, изготовленного в виде двух расположенных соосно перфорированных цилиндров, причем внешний цилиндр выполнен неподвижным, а внутренний цилиндр выполнен с возможностью совершения вращательных и возвратно-поступательных перемещений, второй дроссель установлен для регулирования стационарной составляющей расхода воздуха и изготовлен также в виде двух расположенных соосно перфорированных цилиндров, причем внешний цилиндр выполнен неподвижным, а внутренний цилиндр выполнен с возможностью совершения возвратно-поступательных перемещений вдоль оси, кроме того, рабочая часть трубы выполнена перфорированной.

Технический результат достигается также тем, что устройство изменения углового положения модели профиля сечения лопасти винта и проведения весовых измерений выполнено в виде отсека рабочей части аэродинамической трубы, на боковых стенках которого расположены тензовесы и устройство изменения углового положения, содержащее механизм синхронизации углового положения модели с пульсациями скорости потока в рабочей части.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг.1 приведена схема аэродинамической трубы, на фиг.2 показана схема крепления модели профиля сечения лопасти винта на устройстве изменения углового положения модели и проведения весовых измерений, а на фиг.3 приведена схема дросселя для создания пульсаций потока.

Аэродинамическая труба (АДТ) содержит входной тракт 1, задвижку 2, дроссель 3 для ввода сжатого воздуха, форкамеру 4, сопло 9, рабочую часть 10 с перфорированными стенками, устройство 11 изменения углового положения модели профиля сечения лопасти винта и проведения весовых измерений, содержащее механизм синхронизации с пульсациями скорости потока в рабочей части, модель профиля сечения лопасти винта 12 и выхлопной тракт 13. В форкамере расположен пульсатор в виде дросселя 5 для создания пульсаций расхода воздуха и дроссель 6 для регулирования стационарной составляющей расхода воздуха. Электроприводы 7 и 8 дросселей связаны с системой управления АДТ. Каждый из дросселей 5 и 6 состоит из внешнего неподвижного перфорированного цилиндра 18, внутреннего подвижного перфорированного цилиндра 19 и сетки 20 для выравнивания воздуха (фиг.3). Оборудование АДТ располагается в рабочей камере 21, изолированной от атмосферы.

Устройство 11 (фиг.1, 2) изменения углового положения модели и проведения весовых измерений выполнено в виде отсека 14 рабочей части АДТ, на боковых стенках которого расположены тензовесы 15 и устройство 16 изменения углового положения модели, содержащее механизм 17 синхронизации с пульсациями скорости потока в рабочей части. Модель 12, расположенная между противоположными боковыми стенками АДТ и укрепленная на устройстве 11 для изменения углового положения модели и проведения весовых измерений, представляет собой крыло бесконечного размаха с постоянным профилем, совпадающим с аэродинамическим профилем сечения исследуемой лопасти винта вертолета.

Дроссель 5 пульсирующего расхода воздуха создает пульсирующую составляющую расхода воздуха через рабочую часть 10, а дроссель 6 стационарного расхода воздуха создает постоянную составляющую расхода воздуха через рабочую часть 10. Оба дросселя имеют одинаковую конструкцию. В дросселе 5 пульсирующего расхода воздуха вращательное перемещение внутреннего подвижного цилиндра 19 регулирует частоту пульсаций расхода воздуха, а возвратно-поступательное перемещение цилиндра вдоль оси регулирует амплитуду пульсаций расхода воздуха. В дросселе 6 стационарного расхода воздуха подвижный цилиндр 19 может совершать только возвратно-поступательные перемещения, тем самым регулируя постоянную составляющую расхода воздуха.

Аэродинамическая труба работает следующим образом.

Запуск производится путем подачи сжатого воздуха открытием входных задвижки 2 и дросселя 3. С помощью приводов 7, 8 дросселей 5, 6 форкамеры 4 аэродинамическая труба выводится на заданный режим работы по совокупности заданных параметров:

- частоты пульсаций скорости потока,

- амплитуды пульсаций скорости потока в рабочей части,

- постоянной составляющей скорости потока в рабочей части.

Далее эти параметры с помощью системы автоматического управления поддерживаются на заданном уровне. Параллельно с этим привод устройства 11, обеспечивающего изменения углового положения модели 12 профиля сечения лопасти винта и проведения весовых измерений, при помощи механизма синхронизации 17 устанавливает и поддерживает пульсации угла атаки модели таким образом, чтобы они были синхронизированы с пульсациями скорости потока в рабочей части АДТ.

Положительный эффект данного изобретения заключается в том, что, несмотря на пульсации расхода давление в рабочей части остается практически постоянным. Это достигнуто за счет того, что:

- пульсации расхода создаются за счет пульсаций давления в форкамере,

- стенки рабочей части перфорированы и поэтому устраняют перепад давления между рабочей частью и рабочей камерой

- в рабочей камере давление сохраняется постоянным благодаря ее большому объему. Условие постоянства давления в рабочей части хорошо согласуется с условиями натурного обтекания объекта.

Качество моделирования натурных условий обтекания профиля сечения лопасти винта вертолета еще более улучшается благодаря наличию пульсаций угла атаки модели, синхронизированных с пульсациями скорости потока в рабочей части АДТ. Таким образом, обеспечивается достижение технического результата.

Аэродинамическая труба, содержащая входной тракт с задвижкой и дросселем для ввода сжатого воздуха, форкамеру, пульсатор, сопло, рабочую часть, устройство изменения углового положения модели профиля сечения лопасти винта и проведения весовых измерений, выхлопной тракт, рабочую камеру, отличающаяся тем, что в форкамере установлены два дросселя, один из которых выполняет роль пульсатора, а другой предназначен для регулирования стационарной составляющей расхода воздуха, оба дросселя изготовлены в виде двух расположенных соосно перфорированных цилиндров, причем внешние цилиндры неподвижны, внутренний цилиндр пульсатора выполнен с возможностью совершать вращательные и возвратно-поступательные перемещения, а внутренний цилиндр дросселя регулирования стационарной составляющей расхода воздуха выполнен с возможностью совершать только возвратно-поступательные перемещения вдоль оси, кроме того, стенки рабочей части трубы выполнены перфорированными, а устройство изменения углового положения модели профиля сечения лопасти винта и проведения весовых измерений выполнено в виде отсека рабочей части аэродинамической трубы, на боковых стенках которого расположены тензовесы и устройство изменения углового положения модели, содержащее механизм синхронизации углового положения модели с пульсациями скорости потока в рабочей части.



 

Похожие патенты:

Группа изобретений относится к гиперзвуковым аэродинамическим трубам (АДТ). Способ включает генерацию газа высокого давления из жидкого газа путем его газификации, регулирование давления и нагрев газа, охлаждение стенок сопла, рабочей части и диффузора, охлаждение рабочего газа в газоохладителе, создание разрежения в вакуумной камере, откачку газа из вакуумной камеры производят с помощью ККН, вымораживая рабочий газ на криопанелях в твердую фазу.

Симулятор свободного падения с замкнутой циркуляцией воздуха включает в себя камеру парения, в которой люди могут парить вследствие направленного вертикально вверх воздушного потока, с нижним отверстием на нижнем конце и верхним отверстием на верхнем конце, замкнутый воздухопровод с нагнетателем, который соединяет нижнее отверстие и верхнее отверстие камеры парения, отверстие впуска воздуха и отверстие выпуска воздуха для обмена воздуха внутри воздухопровода, отклоняющие устройства, отклоняющие пластины, которые изменяют направление воздушного потока внутри воздухопровода в угловых зонах и в зонах малого радиуса изгиба.

Изобретение относится к области промышленной аэродинамики, в частности к гиперзвуковым аэродинамическим трубам (АДТ). .

Изобретение относится к области приборостроения и может быть широко использовано для решения разных задач экспериментальной аэродинамики, в частности для экспериментальных диагностических измерений параметров газового потока.

Изобретение относится к области экспериментальной аэродинамики, в частности к аэродинамическим трубам (АДТ) криогенного типа. .

Изобретение относится к области экспериментальной аэродинамики и может быть использовано для получения гиперзвукового потока газа в диапазоне чисел Маха 4-20 в лабораторных условиях.

Изобретение относится к области экспериментальной аэродинамики и может быть использовано для получения гиперзвукового потока газа в диапазоне чисел Маха 4-20 в лабораторных условиях.

Изобретение относится к экспериментальной аэродинамике, в частности к определению характеристик штопора геометрически и динамически подобной свободно летающей модели летательного аппарата (ЛА) в воздушном потоке вертикальной аэродинамической трубы.

Изобретение относится к экспериментальной аэрогазодинамике, в частности к средствам для установки и перемещения моделей различных летательных аппаратов в рабочих частях аэродинамических труб с высокими значениями скоростных напоров.

Изобретение относится к области экспериментальной аэродинамики и может быть использовано при проведении испытаний в трансзвуковых аэродинамических трубах. .

Изобретение относится к области экспериментальной аэродинамики, в частности к низкоскоростным аэродинамическим трубам, и может быть использовано для получения воздушных потоков. Устройство содержит вентиляторную установку, замкнутый канал переменного поперечного сечения, прямой канал, форкамеру, коллектор (сопло), рабочий участок с зоной для модельных испытаний, обратный канал, направляющие лопатки, установленные в углах поворота замкнутого канала, детурбулизирующую сетку и хонейкомб. При этом угол поворота, расположенный перед коллектором, составляет более 90°. Технический результат заключается в возможности получения прямолинейной эпюры скорости потока на выходе из коллектора (сопла) при ограниченной длине форкамеры. 1 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

Изобретение относится к области экспериментальной аэродинамики и может быть использовано при исследовании характеристик летательных аппаратов. В способе подготовки газа для исследований в гиперзвуковой аэродинамической трубе, содержащем операцию разогрева требуемого количества газа до температуры торможения Т0 и операцию его пропускания с требуемыми давлением торможения Р0 и температурой торможения Т0 через аэродинамическое сопло, параллельно разогревают две порции газа до разных среднемассовых температур в двух нагревателях газа. В первом - до максимальной температуры T1, которую допускает конструкция нагревателя газа и которая превышает температуру торможения Т0 (Т1>Т0), во втором - до температуры Т2, меньшей температуры торможения Т0 (Т2<Т0). Затем смешивают порции газа за нагревателями газа и пропускают через нивелирующий нагреватель газа и направляют в аэродинамическое сопло аэродинамической трубы. Также предложено устройство для подготовки газа для исследований в гиперзвуковой аэродинамической трубе, которое содержит источники рабочего газа, основной, дополнительный и нивелирующий нагреватели газа, камеру смешивания, систему регулирования расхода газа через нагреватели газа, аэродинамическое сопло, рабочую часть, систему выхлопа. Технический результат - обеспечение возможности увеличения расхода и тепловой мощности потока рабочего газа через гиперзвуковую аэродинамическую трубу и расширение области режимов эксплуатации. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к аэродинамическим трубам замкнутого типа и может быть использовано для проведения различных испытаний моделей летательных аппаратов, наземного транспорта, зданий, сооружений, мостов. Устройство содержит форкамеру, коллектор, открытую рабочую часть, диффузор длиной L со сквозными демпфирующими отверстиями суммарной площадью от 0,4 до 0,5 площади S выходного сечения коллектора с расположением рядов отверстий на расстоянии от 0,6-0,9 диаметра D коллектора до L/3 длины диффузора от его входного сечения, кольцевой раструб над диффузором, поворотные секции с поворотными лопатками, возвратный канал, лопастной вентилятор, размещенный за диффузором. При этом в диффузор встроен механизм затвора демпфирующих отверстий. Технический результат заключается в возможности упрощения управления совокупностью пульсирующих параметров потока в аэродинамической трубе. 2 з.п. ф-лы, 10 ил.

Изобретение относится к аэродинамическим трубам и может быть использовано для проведения различных испытаний моделей летательных аппаратов, наземного транспорта, зданий, сооружений, мостов. Аэродинамическая труба содержит форкамеру, коллектор, демпфирующие пластины на выходе коллектора, открытую рабочую часть, диффузор со сквозными демпфирующими отверстиями с расположением рядов отверстий на расстоянии от входного сечения диффузора, кольцевой раструб над диффузором, поворотные секции с поворотными лопатками, один возвратный канал, лопастный вентилятор, размещенный за диффузором. При этом диффузор имеет дополнительные сквозные демпфирующие отверстия, расположенные по отношению к уже имеющимся отверстиям на некотором расстоянии, а также отверстия, расположенные с зазором между лопастным вентилятором и диффузором и по отношению к имеющимся на расстоянии. Технический результат заключается в снижении пульсаций потока в инфразвуковом диапазоне, устранении вибраций трубы и здания, устранении вредного воздействия на здоровье обслуживающего персонала. 2 з.п. ф-лы, 13 ил.

Изобретение относится к аэродинамическим трубам и может быть использовано для проведения различных испытаний моделей летательных аппаратов, парашютных систем, тренировки спортсменов в условиях, соответствующих свободному падению в атмосфере, а также в качестве развлекательного аттракциона для граждан. Способ включает возведение аэродинамической камеры, нагнетателей воздуха и силового привода нагнетателей. Силовой привод выполняют в виде гидроагрегатов-генераторов пневматической энергии, напрямую преобразующих энергию потока воды в энергию сжатого воздуха. Гидроагрегаты помещают в русло водотока параллельно скорости движения воды. Полученную гидроагрегатами пневматическую энергию накапливают в пневматических аккумуляторах, из которых поток воздуха направляют в расширители и затем в аэродинамическую камеру. Технический результат заключается в возможности использования для работы трубы энергии, выработанной из возобновляемых источников энергии, природных низконапорных водотоков. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области экспериментальной аэродинамики, в частности к вакуумным аэродинамическим установкам, обеспечивающим моделирование условий полета летательных аппаратов (ЛА) в верхних слоях атмосферы и в космическом пространстве, и может быть использовано для получения гиперзвукового потока газа с большими числами Маха в лабораторных условиях. Гиперзвуковая ударная аэродинамическая труба содержит образующие общий канал, последовательно между собой соединенные камеру высокого давления, цилиндрический канал и гиперзвуковое сопло, выходящее в вакуумную камеру, средства перекрытия канала, установленные между камерой высокого давления и цилиндрическим каналом и между цилиндрическим каналом и входом в сопло, и регистрирующую аппаратуру. При этом концевая часть сопла снабжена выполненными в его стенке и выходящими внутрь сопла каналами, объемы которых внутри стенки соединены между собой и через управляемый клапан с источником вакуума более высоким, чем в вакуумной камере. Технический результат заключается в повышении достоверности данных, получаемых при исследовании моделей гиперзвуковых летательных аппаратов в лабораторных исследованиях. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Импульсная аэродинамическая труба с электродуговым или комбинированным подогревом рабочего газа относится к области экспериментальной аэродинамики. Аэродинамическая труба содержит форкамеру с электродами, отделенную от газодинамического тракта трубы диафрагмой, и двуступенчатый поршень, образующий дифференциальный мультипликатор давления, надпоршневое пространство которого соединено с источником толкающего газа, быстродействующий клапан запуска системы стабилизации, контактирующий через поршень дифференциального мультипликатора давления с полостью форкамеры, которая содержит устройство принудительного вскрытия диафрагмы, размещенное на выходе из форкамеры. Поршень быстродействующего клапана выполнен полым в виде стакана, открытая часть которого обращена к полости с запирающим давлением, а закрытая глухая часть запирает отверстие подачи толкающего газа в надпоршневое пространство мультипликатора давления, при этом канал высокого давления, связывающий поршень со штоком с полостью форкамеры, заполнен жидкостью и закрыт со стороны форкамеры поршнем, а устройство принудительного вскрытия диафрагмы дополнительно снабжено внешней электрической схемой управления вскрытием диафрагмы и содержит связанную с форкамерой пневмомеханическую блокировку, которая дает разрешение на вскрытие диафрагмы только при росте давления в форкамере при теплоподводе. Технический результат заключается в повышении надежности и безопасности при эксплуатации импульсных аэродинамических труб кратковременного действия. 3 ил.

Изобретение относится к экспериментальной аэродинамике, в частности к аэродинамическим установкам, и может быть использовано для испытаний моделей лопастей воздушных винтов. Устройство содержит входной тракт с задвижкой и дросселем для ввода сжатого воздуха, форкамеру, пульсатор, сопло, рабочую часть, устройство изменения углового положения модели профиля сечения лопасти винта и проведения весовых измерений, выхлопной тракт, рабочую камеру. В форкамере установлены два дросселя, один из которых выполняет роль пульсатора, а другой предназначен для регулирования стационарной составляющей расхода воздуха. Оба дросселя изготовлены в виде двух расположенных соосно перфорированных цилиндров, причем внешние цилиндры неподвижны, внутренний цилиндр пульсатора выполнен с возможностью совершать вращательные и возвратно-поступательные перемещения, а внутренний цилиндр дросселя регулирования стационарной составляющей расхода воздуха выполнен с возможностью совершать только возвратно-поступательные перемещения вдоль оси. Стенки рабочей части аэродинамической трубы выполнены перфорированными. Устройство изменения углового положения модели выполнено в виде отсека рабочей части аэродинамической трубы, на боковых стенках отсека которого расположены тензовесы и устройство изменения углового положения, содержащее механизм синхронизации углового положения модели с пульсациями скорости потока в рабочей части. Технический результат заключается в повышении качества моделирования натурного обтекания профиля сечения лопасти воздушного винта. 3 ил.

Наверх