Устройство для моделирования поступательно-вращательного движения тела

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

278242

Союз Советснил

Социалистичесних

Ресоублин

Зависимое от авт. свидетельства №

Кл. 42m<, 7/44

Заявлено 25.1Ч.1969 (№ 1325442/18-24) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 05.VII1.1970. Бюллетень № 25

Дата опубликования описания 11.XI.1970

Комитет оо делам изооретеиий и открытий ори Совете Министров

СССР

МПК G 06g 7/44

УДК 681.333(088.8) рот 5

А. О. Дитман, И. М. Гражданов и Ю. К. Хелаш ли.: ъ 4! !а

Ч е!

Ленинградский институт водного транспорта1 !

Авторы изобретения

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ

ПОСТУПАТЕЛЪНО-ВРАЩАТЕЛЪНО ГО ДВИЖЕНИЯ ТЕЛА

Изобретение относится к области аналоговой вычислительной техники.

Известны устройства для моделирования поступательно-.вращательного движения тела.

Однако эти устройства позволяют решать только узкий круг задач и при этом очень сложны.

Предложенное устройство отличается тем, что, с целью упрощения устройства, увеличения его точности, а также расширения класса 10 решаемых задач, оно содержит блок задания угла атаки, блоки сложения сигналов, фазочувствительные детекторы и усилители напряжения, при этом выходы синусно-косинусного вращающегося трансформатора блока зада- 15 ния угла атаки подключены соответственно к двум усилителям мощности блока задания угла атаки, соединенным через резисторы с листом фольги, а вход синусно-косинусного вращающегося трансформатора соединен с 20 генератором звуковых частот блока задания угла атаки, выход генератора звуковых частот подключен к олоку питания тороидального трансформатора, выполненного в виде после-довательно соединенных фазовращателя и 25 усилителя мощности, причем датчик опорного напряжения подключен к усилителю опорного напряжения, один из выходов которого соединен со входами блоков сложения, подключенных каждый к соответствующему усилителю 30 напряжения, на входы блоков сложения подключены измерительные датчики, а выходы усилителей напряжения, также как и выход усилителя опорного напряжения, подключены к фазовым детекторам.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема устройства; на фиг. 2 — электрическая схема сложения сигналов.

Устройство содержит блок автоматического задания угла атаки А, модель из фольги М, контакты К, блок питания П тороидального трансформатора, сопротивления R,. в каналах питания, тороидальный электромагнит Тор, измерительные датчики До и Д, усилители мощности УМ1 — УМ;„синусно-косинуснь|й вращающийся трансформатор СКВТ, за!дающий генератор звуковых частот ЗГ, фазовращатсль, Фо, усилитель опорного напряжения

У>, измерительные усилители У> — У5, фазочувствительные детекторы ФД,— ФД6, блоки сложения сигналов С,— С5, входные трансформаторы TP и в одной трансформатор TP усилителя Уо.

Модель исследуемого поля выполнена из листа алюминиевой фольги. К краям модели прижимаются контакты К, объединенные в две группы. Обе группы контактов К обеспечивают получение в модели двух взаимно перпендикулярных однородных электрических полей. Однородность полей обеспечивается ðàñ278242

3 положением контактов на границе модели и принудительным заданием токов в каналах питания через сопротивления Я„на 2 — 3 порядка превышающие удельное поверхностное сопротивление фольги. Оба поля, складываясь, дают суммарное однородное поле, в котором и осуществляется исследование крылового профиля бесконечного размаха;в относительном движении. Профиль исследуемого крыла вырезается в листе и через него пропускается сердечник тороидального электромагнита Тор.

Блок автоматического задания угла атаки содержит усилители УМ и УМ», синусно-косинусный вращающийся трансформатор

СКВТ и звуковой генератор ЗГ. Звуковой генератор ЗГ используется с частотой 400 аи.

СКВТ включен в цепь усилителей УМ1 и УМ и предназначен для изменения сигнала задающего генератора. При повороте диска, установленного на валу СКВТ и имеющего градусные деления, на определенный угол сигнал меняется в цепи одного усилителя по закону синуса, в цепи другого — по закону косинуса.

Так как каждый усилитель питает свою группу контактов, то в листе возникают два одинаковых взаимно перпендикулярных поля. В суммарном однородном поле вектор Е поворачивается соответственно углу поворота диска СКВТ, а по величине остается неизменным.

Блок питания тороидального трансформатора состоит из усилителя мощности УМЗ, питающего тороидальный электромагнит, и фазовращателя, служащего для согласования фазы индукционного тока с фазой тока, втекающего в лист через контакты.

Блоки сложения сигналов C — С5 содержат разделительные трансформаторы и резисторы (фиг. 2).

С датчиков До и Д усилителей Уо Уq — У5 4р фазочувствительных детекторов ФД1 — ФД снимается выпрямленный и усиленный сигнал напряжением до 100 8.

Установка работает в режиме настройки и в режиме решения. 45

В режиме настройки работают все узлы, схемы, показанной на фиг, 1. На модель подается напряжение через обе группы контактов от электронных усилителей УМ и УМ, а на тороидальный электромагнит — с усилителя УМЗ. На задней кромке вырезанного профиля крыла устанавливается датчик До, а в намеченных точках по краю профиля — измерительные датчики Д. Поворотом синусно-косинусного вращающегося трансформатора задается определенный угол атаки, при этом с усилителя УМ подается такое напряжение на тороидальный электромагнит, при котором выполняется условие 5Куковского-Чаплыгина на задней кромке крыла. Измерительный прибор усилителя Уо опорного зонда регистрирует нуль, а приборы усилителей измерительных датчиков Д вЂ” значения, соответствующие касательным составляющим скорости в точках по профилю крыла. 65

Затем установка переводится в рабочий режим. При этом па датчике До опорного напряжения появляется напряжение, и к величинам напряжений в точках, контролируемых измерительными зондами, добавляется напряжение, пропорциональное напряжению на датчике До опорного напряжения, что и фиксируется приборами соответствующих усилителей. Прибор усилителя напряжения, снимаемого с датчика До опорного напряжения, показывает при этом, величину, соответствующую коэффициенту подъемной силы крыла при заданном угле атаки.

Сложение сигналов производится с помощью блоков сложения, состоящих из трансформаторов Тр (фиг. 2) и потенциометров Л,.

Напряжение с опорного зонда подается на первичную обмотку трансформатора Тр, а напряжение с кромки профиля модели — на первичные обмотки трансформаторов Тр.

Таким образом, на сетку лампы первого каскада подается два напряжения от двух независимых источников, которые складываются алгебраически (с учетом знака).

Регулировка величины добавочного (опорного) напряжения осуществляется потенциометрами Я„выполненными в виде ступенча.тых четырех декадных делителей.

Сигнал от каждого датчика Д подается на вход отдельного усилителя, и, кроме этого на вход этого усилителя подается напряжение добавки, которое может регулироваться независимо.

Предлагаемое устройство позволяет моделировать вращательное движение крыла при использовании вихревой зоны индукционного электрического поля, создаваемого, например, катушками Гельмгольца. При этом в режиме настройки используется тороидальный электромагнит, содержащий две обмотки: намагничивающую, создающую требуемую величину циркуляции вектора напряженности вокруг электромагнита, и обмотку, экранирующую электромагнит от внешнего магнитного поля. - При этом плоскость электромагнита должна совпадать с направлением внешнего однородного магнитного поля, а обмотки в симметричных относительно вертикальной оси секторах должны иметь противоположные направления.

В режиме решения тороидальной электромагнит не используется, и методика работы аналогична описанной.

Предмет изобретения

Устройство для моделирования поступательно-вращательного движения тела методом электрогидродинамической аналогии, со,держащее модель исследуеиого поля, выполненную в виде листа фольги с вырезанным в нем профилем обтекаемого тела, тороидальный трансформатор, проходящий сквозь профиль обтекаемого тела, резисторы, датчики и блок питания тороидального трансформатора, 278242 отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства увеличения его точности, а также расширения класса решаемых задач, оно содержит блок задания угла атаки, блоки сложения сигналов, фазочувствительные детекторы и усилители напряжения, при этом выходы синусно-косинусного вращающегося трансформатора блока задания угла атаки подключены соответственно к двум усилителям мощности блока задания угла атаки, соединенным через резистор с листом фольги, а вход синусно-косинусного вращающегося трансформатора соединен с генератором звуковых частот блока задания угла атаки, выход генератора звуковых частот подключен к блоку питания тороидального трансформатора, выполненного в виде последовательно соединенных фазовращателя и усилителя мощноS сти, причем датчик опорного напряжения подключен к усилителю опорного напряжения, один из выходов которого соединен со,входами блоков сложения, подключенных каждый к соответствующему усилителю напряжения, 10 на входы блоков сложения подключены измерительные датчики, а выходы усилителей напряжения также, как и выход усилителя опорного напряжения, подключены к фазовым детектор ам.