Способ определения температуры нагретой поверхности летательного аппарата при сверхзвуковом обтекании набегающим потоком



Способ определения температуры нагретой поверхности летательного аппарата при сверхзвуковом обтекании набегающим потоком
Способ определения температуры нагретой поверхности летательного аппарата при сверхзвуковом обтекании набегающим потоком
Способ определения температуры нагретой поверхности летательного аппарата при сверхзвуковом обтекании набегающим потоком

Владельцы патента RU 2646426:

Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики" (ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ") (RU)
Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") (RU)

Изобретение относится к способам определения температуры нагретой поверхности летательного аппарата (ЛА) и может быть использовано при исследованиях в области аэродинамики, баллистики и т.д. Способ включает видеосъемку исследуемой поверхности, преобразование цветового изображения исследуемой поверхности в цветовые компоненты в цифровой форме, сопоставление с их эталонными значениями по температуре в градусах и определение температуры на поверхности ЛА по соответствующим эталонным значениям, которые получают путем видеосъемки нагреваемой поверхности диска, выполненного из материала, аналогичного материалу исследуемой поверхности ЛА по величине температуры плавления и шероховатости поверхности, в режиме, соответствующем режиму съемки поверхности ЛА, с последующим преобразованием изображения в цветовые компоненты, соответствующие градации серого цвета, в зависимости от изменения температуры, термопар, установленных с обратной стороны диска относительно его поверхности, нагреваемой внешним источником тепла. Технический результат - повышение точности и упрощение испытаний летательного аппарата без изменения его конструкции, а для модельных испытаний, проводимых на аэробаллистических трассах: получение новых данных нагрева поверхности компактных ЛА при свободном сверхзвуковом полете. 3 ил.

 

Изобретение относится к способам определения температуры нагретой поверхности летательного аппарата (ЛА), основанным на оптической регистрации, и может быть использовано для определения температуры поверхности ЛА при исследованиях в области аэродинамики, баллистики и т.д.

Известен «Способ определения поля температур нагретой поверхности высокоскоростного ЛА» (патент №2330249, МПК G01J 5/00 (2006.01), опубл. 27.07.2008, бюл. №21). В способе производят видеосъемку исследуемой поверхности в видимом или инфракрасном диапазоне спектра излучения, преобразуют изображение в цветовые компоненты в цифровой форме, синхронно со съемкой измеряют температуру, например, термопарами, в нескольких эталонных точках исследуемой поверхности с разной температурой и формируют зависимости, связывающие температуру и значения цветовых компонент или их комбинаций, а температуру в других точках исследуемой поверхности определяют по этим зависимостям.

Основным недостатком данного способа является изменение конструкции ЛА для установки средств измерения температуры, тем более что сами термопары для повышения точности измерений должны быть на поверхности исследуемого участка, съемка которого осуществляется, что приведет к изменению условий обтекания набегающим потоком данного участка. Данный способ практически не применим для модельных испытаний ЛА, находящихся в свободном полете, вследствие сложности установки средств измерения температуры, оснащенных носителем информации для сохранения данных о температуре и синхронизации этих данных с моментом съемки поверхности ЛА. Указанный способ выбран в качестве прототипа.

Техническая задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в создании способа определения температуры поверхности ЛА при обтекании набегающим потоком, как в статических, так и в летных испытаниях.

Технический результат при использовании заявленного способа заключается в определении температуры поверхности ЛА без изменения его конструкции, в результате повышение точности и упрощение испытаний, а для модельных испытаний, проводимых на аэробаллистических трассах: получение новых данных о режимах нагрева поверхности компактных ЛА при свободном сверхзвуковом полете.

Данный технический результат достигается за счет того, что в заявляемом способе определения температуры нагретой поверхности летательного аппарата при сверхзвуковом обтекании набегающим потоком, включающим съемку исследуемой поверхности, преобразование цветового изображения исследуемой поверхности в цветовые компоненты в цифровой форме, сопоставление с их эталонными значениями по температуре в градусах и определение температуры на поверхности ЛА по соответствующим эталонным значениям, в отличие от прототипа, эталонные значения получают путем съемки нагреваемой поверхности диска, выполненного из материала, аналогичного материалу исследуемой поверхности ЛА по величине температуры плавления и шероховатости поверхности, в режиме, соответствующем режиму измерения температуры поверхности ЛА, с последующим преобразованием изображения в цветовые компоненты, соответствующие градации серого цвета, в зависимости от изменения температуры, термопар, установленных с обратной стороны диска относительно его поверхности, нагреваемой внешним источником тепла.

В результате использования всей совокупности признаков заявляемого способа определения температуры нагретой поверхности летательного аппарата при сверхзвуковом обтекании набегающим потоком не требуется какая-либо доработка конструкции ЛА для установки регистрирующего оборудования.

Заявляемый способ поясняется следующими фигурами: на фиг. 1 схематично изображено устройство калибровки фото или видеокамеры, на фиг. 2 - эталонные значения температур (температурный градиент) в зависимости от изменения значений температуры от центра к периферии диска (Тцт, Тст и Тпт, соответственно), на фиг. 3 - нагретый диск с термопарами, установленными в выделенных зонах (центральной, средней и периферийной соответственно), которые использовались для измерения температуры.

Заявляемый способ определения температуры нагретой поверхности летательного аппарата (ЛА) при сверхзвуковом обтекании набегающим потоком осуществляется следующим образом.

Фото или видеокамерой 3 (например, цифровой камерой Frame) производят видеосъемку исследуемой поверхности ЛА при обтекании набегающим потоком, как в статических, так и в летных испытаниях.

Эталонные значения (температурный градиент) цветовых компонент по температуре в градусах получают в результате калибровки камеры 3 путем видеосъемки нагреваемой внешним источником тепла (в данном примере выполнения, при помощи размещенной соосно диску 1 газовой горелки) поверхности диска 1, выполненного из материала, аналогичного материалу исследуемой поверхности ЛА по величине температуры плавления и шероховатости поверхности, в режиме, соответствующем режиму съемки поверхности ЛА (величина экспозиции, чувствительность матрицы камеры 3, параметры объектива, расстояние до ЛА и наличие или отсутствие фоновой подсветки 4).

При помощи термопар 2, установленных с обратной стороны диска 1 (относительно поверхности, нагреваемой внешним источником 5 тепла), измеряют значения температур нагретого диска 1 от центра к его периферии.

Полученные изображения цифровой камеры 3 в графическом редакторе преобразуют в цветовые компоненты, соответствующие градации серого цвета в зависимости от изменения значений температуры (фиг. 2).

В результате сопоставления полученных при съемке изображений с эталонными их значениями по температуре в градусах определяют температуру поверхности ЛА при сверхзвуковом обтекании набегающим потоком по соответствующим эталонным значениям.

Технический результат при использовании заявленного способа заключается в определении температуры поверхности ЛА без изменения его конструкции, повышение точности и упрощение испытаний, а для модельных испытаний, проводимых на аэробаллистических трассах: получение новых данных о режимах нагрева поверхности компактных ЛА при свободном сверхзвуковом полете.

Способ определения температуры нагретой поверхности летательного аппарата (ЛА) при сверхзвуковом обтекании набегающим потоком, включающий видеосъемку исследуемой поверхности, преобразование цветового изображения исследуемой поверхности в цветовые компоненты в цифровой форме, сопоставление с их эталонными значениями по температуре в градусах и определение температуры на поверхности ЛА по соответствующим эталонным значениям, отличающийся тем, что эталонные значения получают путем видеосъемки нагреваемой поверхности диска, выполненного из материала, аналогичного материалу исследуемой поверхности ЛА по величине температуры плавления и шероховатости поверхности, в режиме, соответствующем режиму съемки поверхности ЛА, с последующим преобразованием изображения в цветовые компоненты, соответствующие градации серого цвета, в зависимости от изменения значений температуры от центра к периферии диска, измеренных при помощи термопар, установленных с обратной стороны диска относительно поверхности, нагреваемой внешним источником тепла.



 

Похожие патенты:

Группа изобретений относится к контролю элементов систем управления. Устройство контроля работоспособности беспроводного датчика содержит блок опроса, блок памяти, блок анализа и блок контроля.

Группа изобретений относится к контролю элементов систем управления. Устройство контроля работоспособности датчика содержит блок приема, блок памяти, блок анализа и блок контроля.

Изобретение относится к области термометрии и может быть использовано для контроля технологических параметров в производственных процессах. Передатчик (12) температуры процесса выполнен по меньшей мере с одним датчиком (32) температуры, имеющим множество проводов.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения температуры при помощи оптического волокна. Заявлено устройство (100) температурной калибровки оптоволоконного температурного датчика, предназначенное для оборудования оптического волокна (10) оптоволоконного температурного датчика.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для контроля процесса производства. Датчик 10, контролирующий температуру процесса производства, включает температурный сенсор, предусмотренный для подачи выходного сигнала сенсора 18, связанного с температурой процесса производства.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для дистанционного измерения температуры среды или объектов в различных сферах промышленности, в том числе при криогенных температурах.

Изобретение относится к термометрии и может быть использовано для измерения температуры объекта. Термоэлектрический преобразователь содержит защитный чехол (1), термометрическую вставку, направляющую трубку (2) для временного размещения в ней контрольного средства измерения температуры и клеммную колодку.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для дистанционного определения температур поверхностей и элементов объектов техники.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для испытания или калибровки средств измерения температуры (термодатчиков), преимущественно датчиков температур газовых и воздушных потоков.

Изобретение относится к способу измерения температуры намотанного компонента, содержащему подачу известного постоянного тока в калибровочный провод (1) из резистивного материала; причем сопротивление калибровочного провода меняется вместе с температурой согласно известному закону; измерение разности потенциалов между зажимами (7a, 7b) упомянутого калибровочного провода; и этап вычисления, в ходе которого разность потенциалов преобразуется в среднюю температуру калибровочного провода; причем упомянутый калибровочный провод (1) намотан внутри катушки и уложен в ряд витков «Вперед» (5) и в ряд витков «Обратно» (6), объединенных попарно по существу с одинаковыми геометрической формой и местом расположения.

Изобретение относится к системам контроля эффективности работы систем отопления, вентиляции и кондиционирования жилых, общественных и административных зданий и может быть использовано при проектировании, реконструкции и оптимизации режимов работы указанных систем, а также при разработке и внедрении энергосберегающих мероприятий.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в обрабатывающих установках жидкости и газа. Измерительная система включает в себя модуль (930) построения фильтра, который строит фильтр верхних частот (902) для фильтрации показаний датчика, характеризующих переменную процесса.

Изобретение относится к способам определения термобарических параметров (температуры и давления) образования гидратов в многокомпонентной смеси типа нефтяных или природных газов.

Изобретение относится к области противопожарной защиты и может быть использовано в качестве комбинированного датчика обнаружений возгораний в установках автоматического пожаротушения.

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к микроволновым радиометрам, и может использоваться в дистанционном зондировании Земли, медицине, поиске радиотепловых аномалий и т.д.

Изобретение относится к области медицины и медицинской техники, а именно к радиотермометру, предназначенному для неинвазивного измерения температуры внутренних тканей биообъекта.

Предлагаемая система относится к области приборостроения и может быть использована при обнаружении пожаров в лесных массивах. Предлагаемая система содержит аппаратуру, установленную в месте возникновения лесного пожара, и пункт контроля (ПК).

Изобретение относится к области теплоэнергетики и предназначено для защиты и очистки от отложений солей жесткости (накипи) на внутренних поверхностях трубопроводов, систем центрального отопления, водонагревательного и отопительного оборудования (котлы, бойлеры, радиаторы, теплообменники и т.д.), стиральных и посудомоечных машин, холодильной техники и т.д.

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано для получения информации о таянии ледника и температуре в его толще. Устройство содержит термокосу из датчиков температуры, расположенных на известном равном друг от друга расстоянии, и которые последовательно соединены между собой гибким кабелем.

Изобретение относится к области устройств, моделирующих курение табачных сигарет. Сборку и качество электронной сигареты ("e-Cig") можно тестировать и проверить с использованием технологий формирования изображения.

Изобретение относится к способам определения температуры нагретой поверхности летательного аппарата и может быть использовано при исследованиях в области аэродинамики, баллистики и т.д. Способ включает видеосъемку исследуемой поверхности, преобразование цветового изображения исследуемой поверхности в цветовые компоненты в цифровой форме, сопоставление с их эталонными значениями по температуре в градусах и определение температуры на поверхности ЛА по соответствующим эталонным значениям, которые получают путем видеосъемки нагреваемой поверхности диска, выполненного из материала, аналогичного материалу исследуемой поверхности ЛА по величине температуры плавления и шероховатости поверхности, в режиме, соответствующем режиму съемки поверхности ЛА, с последующим преобразованием изображения в цветовые компоненты, соответствующие градации серого цвета, в зависимости от изменения температуры, термопар, установленных с обратной стороны диска относительно его поверхности, нагреваемой внешним источником тепла. Технический результат - повышение точности и упрощение испытаний летательного аппарата без изменения его конструкции, а для модельных испытаний, проводимых на аэробаллистических трассах: получение новых данных нагрева поверхности компактных ЛА при свободном сверхзвуковом полете. 3 ил.

Наверх