Способ измерения сил сопротивления трения

 

(ii) 493689

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 02.01.73 (21) 1865776/40-23 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 30.11.75. Бюллетень № 44

Дата опубликования описания 03.03.76 (51) М Кч G Olm 9/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 629.7.018 (088.8) (72) Авторы изобретения

П. П, Воротников и В. М. Филиппов (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СИЛ СОПРОТИВЛЕНИЯ ТРЕНИЯ

Изобретение относится к экспериментальной аэродинамике и, в частности, к способам измерения сил сопротивления трения при испытаниях в аэродинамических трубах.

Известен способ измерения местных сил сопротивления трения, согласно которому непосредственно на обтекаемой поверхности устанавливают «козырек», выполненный, например, в виде пластинки с заостренной передней кромкой, положение которого фиксируют приложением к нему нормальной силы. При этом величину силы трения определяют по избыточному давлению в полости, образованной нижней частью заостренной кромки «козырька» и обтекаемой поверхностью.

Однако этот способ измерений имеет ряд недостатков. При его применении существенное влияние на точность измерений оказывает точность установки «козырька» относительно обтекаемой поверхности и передней части кромки дренажного отверстия, а также качество выполнения последнего.

Так, изменение расстояния острия «козырька» от поверхности на 0,01 мм или смещения его вниз по потоку от нулевого положения на 0,1 мм приводит к изменению измеряемой величины избыточного давления и, следовательно, к увеличению ошибки измерений трения на 15 — 20%.

Способ, осуществленный согласно изобретению, лишен указанных недостатков и позволяет повысить точность измерения силы сопротивления трения благодаря тому, что величину нормальной силы, ббльшую силы сноса чувствительного элемента, размещенного на обтекаемой поверхности, плавно уменьшают до величины, соответствующей моменту сноса чувствительного элемента, и по величине этой силы, используя тарировочные зависимости, определяют силу сопротивления трения.

Способ заключается в следующем.

На обтекаемой поверхности модели устанавливают чувствительный элемент, который удерживается в заданном положении при помощи приложенной к нему нормальной силы, создаваемой, например, при помощи электромагнита. В случае металлической модели сердечник электромагнита изолируется с помощью диэлектрика, причем сердечник с изолятором жестко заделываются в модели, а их рабочая (обтекаемая) поверхность выполняется заподлицо с моделью.

Перед началом испытаний к чувствительному элементу прикладывают нормальную силу, существенно ббльшую по величине, чем ожидаемая сила отрыва этого элемента от обтекаемой поверхности, что обеспечивается заданием соответствующей величины силы тока

30 электромагнита.

493689

Предмет изобретения

Составитель В, Захарченко

Техред E. Подурушина Корректор М. Лейзерман

Редактор Г. Яковлева

Заказ 150/10 Изд. 1ч 2013 Тираж 902 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, М(-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Затем включают аэродинамическую трубу и после установления заданного режима течения плавно уменьшают величину нормальной силы (силы тока электромагнита) до ее значения, соответствующего моменту отрыва чувствительного элемента от поверхности.

Момент снова может быть точно установлен, например, путем прямого визуального наблюдения.

Величина силы сопротивления трения определяется по минимальной величине тока электромагнита, при которой чувствительный элемент еще находился на обтекаемой поверхности в заданной «точке» путем использования соответствующих тарировочных характеристик. Тарировочные характеристики, как обычно, могут быть представлены в виде формул или графиков в зависимости от типа и задач испытания.

Течность измерения силы сопротивления трения по предложенному способу будет определяться точностью, с какой получен тарировочный коэффициент и точностью измерения нормальной силы.

Как обычно, при тарировках легко создать условия, когда сила трения может быть наперед задана с точностью порядка 0,17 . Таки< условия существуют, например, при течениях в трубах.

Величина нормальной силы при магнитном креплении чувствительного элемента будет прямо пропорциональна квадрату силы тока через катушку. Измерение силы тока может быть обеспечено с точностью примерно 0,2—

0,4о/ .

Способ измерения сил сопротивления трения, основанный на установке чувствительного элемента, воспринимающего силу трения, непосредственно на обтекаемой поверхности и в приложении к нему нормальной силы, отл ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности эксперимента, величину нормальной силы, берут больше силы сноса чувствительного элемента с обтекаемой поверхности и плавно уменьшают ее до величины, соответствующей моменту сноса чувствительного элемента, и по величине этой силы, используя тарировочные зависимости, определяют силу сопротивления трения.