Стенд для исследования аэродинамических характеристик моделей тел

 

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ТЕЮЬСТВУ

Союз Советских

Со иапистическик

Республик (61) Дополнительное к авт, сеид-ву (22) Заявлено 010876 (21) 2393170/40-11 (51)М. Кл, С 01 М 9/00

В 65 6 51/DO с присоединением заявки Но

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 15.12.79. Бюллетень Н9 46

Дата опубликования описания 151279 (53) УДК 621. 867 „ . 872 (088. 8) (72) Авторы. изобретения

lO, B. Кнышевко| П. П. Логачев, Н. C. Омельянчук и В. И. Цербаков

/ (5 4) СТЕНД ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ АЭРОДИНАМИЧЕСКИХ

ХАРАКТЕРИСТИК МОДЕЛЕЙ ТЕЛ

Изобретение относится к области экспериментальной аэродинамики, а именно, к стендам для исследования аэродинамических характеристик моде- лей тел, преимущественно величины аэродинамического сопротивления контейнеров трубопроводных транспортных систем.

Контейнер н трубопроводе может перемещаться за счет перепада давле-. ния воздуха, реактивной тяги, магнитного индукционного ускоритепя", фЫ=нитационных сил, бортового двигателя . с приводом на.колеса.

Аэродинамическое сопротивление 15 контейнера зависит от длины трубопровода из-за наличия воздушного столба перед контейнером, зазора между контейнером и трубой, н котором имеет место разнитый пограничный слой, фор- 20 мы и относительных размеров ее. Это, сопротивление является определяющим в части энергетических затрат и влияния на скорость перемещения для случая движения капсулы в трубе во взвешенном состоянии за счет магнитных или аэростатических сил. Для тел, движущихся н неограниченном (свободном) пространстве, аэродинамическое сопротивление определяется известн|ми способами — на моделях в аэродинамических трубах или н аэробаллистических стендах.

Известен стенд для исследования аэродинамических характеристик моделей тел, содержащий воздушный аккумулятор давления, к которому присоединена метательная камера, с расположенным в ней поршнем, устройство для улавливания поршня и датчики фиксацйи положения Модели (1).

В этом стенде модель из метательной камеры попадает н неограниченное пространствоили в барокамеру с атмосферным давлением.

Барокамера, в которой проводятся исследования моделей, имеет удлинен-ную форму, сечение ее обычно прямоугольной или круглой формы, а размеры, значительно превышающие диаметр модели. Вдоль барокамеры имеются окна для фотографирования модели и установки синхронизирующей и измерительной аппаратуры, Фотографирование модели и измерение времени полета ее позволяет определить траекторные параметры и расчитать аэродинамическое сопротивление модели.

В таком стенде можно пронести ис" следование аэродинамиче<..кого сопроДнепропетровское отделение института механики

Заявитель

AH УССР

703750 тивления модели контейнера лищь для условий полета ее в неограниченном пространстве. Однако на ней нельзя

" установить влияние на аэродинамическое сопротивление таких факторов как наличие воздушного столба перед движущимся в длинном трубопроводе контейнером, наличие развитого-погранич ного слоя в зазоре между контейнером и трубой, формирование данного давления за контейнером.

Кроме того, необходимо отметить также невозможность взвешивания контейнера в этих стендах магнитным или аэростатическим способом, например, "от бортового воздушного аккумулятора давления или иэ ресивера, размецен15 ного под магистральным трубопроводом и определения влияния этих факторов на движение контейнера в то время, как наличие средств, взвешивания его приводит к значительному изменению

Суммарного сопротивления.

Целью изобретения является определение влияния органиченности пространства на величину аэродинамического сопротивления Тела. 25

Эта цель достигается тем, что стенд снабжен дополнительной метательной камерой с расположенным в ней поршнем, присоедийейной к воздушному аккумуля-, тору давления, дополнительным устрой- 30 ством для улавливания поршня и модельным трубопроводом, установленным соосно с метательной камерой и снабженным механизмом возврата модели, состо- яцйм из огибающего ролики бесконеч- 35 ного тягового органа, одно звено ко- торого расположено внутри модельного трубопровода и снабжено зецейом, взаимодействующим с моделью, причем поршни и модели имеют сквозные отверстия,40 а каждая метательная камера снабжена направляющим кордом, расположенным по пути движения модели и проходяцим через отверстия в поршне и модели .

На чертеже изображен общий вид предложенного стенда.

Ресивер 1 (воздушный аккумулятор давления) имеет две метательные камеры

2. В камерах установлены исследуемые модели 3, Модели 3 отделены от ре- сиверного давления с помощью облегченных поршней 4. Поршни 4 удерживаются в исходном положении магнитны мй стопорами 5 с дистанционным управлением. Поршни 4 и модели 3 имеют сквозные отверстия и центрируются стальным кордом б. На пути движения поршней установлены устройства 7, улавливающие поршни. За одним из улавливающих устройств установлен модельный трубопровод 8. Между мета- Я) тельными камерами установлена мерная рейка B. для фиксации положения модеЛи в любой момент времени н - Модельном трубопроводе установлены датчики 10 фиксации. положения моде- 65 ли, На кон ечном участ ке трубопровода установлена сменная дроссельная шайба 11, имитирующая гидравлическое сопротивление трубопровода какой угодно длины.

Для возврата модели после ее отстрела имеется механизм возврата, Lостоящий из огибающего ролика 12 бесконечного тягового органа 13 одно звено которого расположено внутри трубопровода 8 с закрепленным на нем зацепом 14, скользящим по направляющему корду б.

Стенд работает следуюцим образом, Перед метанием модели 3 устанавливаются у поршней 4, которые удерживаются магнитными стопорами 5 и запирают воздух, находящийся в реси-вере 1 при заданном по условиямэксперимента давления. При подаче команды на пуск срабатывают стопоры

5 й"поршни 4 совместно с моделями 3 под действием избыточного давления движутся по метательной камере 2 и по направляющему корду б, Одна из моделей капсулы попадает н трубопровод

8, другая — в неограниченное пространство.

Корд 6 исключает смецение модели относительно оси трубопровода 8. Поршни затормаживаются возле улавливающего устройства 7, которое одновременно является отражаюцим устройст-. вом для отвода воздуха, истекающего

-из ресивера в окружающее пространство. Положение капсулы фиксируется датчиками 10, установленными на одинаковом расстоянии относительно мерной рейки 9 и направляющих кордов б.

Возврат модели осуществляется зацепом 14 механизмом возврата посредством врацения одного из роликов 12 этогб механизма и перемецением зацепа 14„ закрепленного на тяговом органе 13, который расположен внутри трубопровода.

Регистрация времени движения капсулы на определенном отрезке пути и известная длина этого отрезка позволяют определить суммарное сопротивление капсулы в трубе, если в основу обработки брать параметры движения капсулы только на трубном участке или чисто трубное сопротивление, если произвести обработку экспериментальных данных по траекторным параметрам обеих трасс предлагаемоrei стенда, : Для исключения влияния случайных факторов, например, отклонение в весе моделей, их форме и размерах, различие в величинах трения скольжения модели по корду и др. на результаты эксперимента, на стенде провести многократные испытания моделей в одинаковых условиях с перестановкой их из одной метательной камеры в другую.

703750

Экспериментальные данные позволят более точно определить энергетические затраты на перемещение тел, например контейнеров трубопроводнЫх транспортных систем.

Формула изобретения

Стенд для исследования аэродинамических характеристик моделей тел, например, контейнеров трубопроводных транспортных систем, содержащий воздушный аккумулятор давления, к которому присоединена метательная камера с расположенным в ней поршнем., устройство для улавливания поршня и датчики фиксации положения модели, отличающийся тем, что, с целью определения влияния ограниченности пространства на величину аэродинамического сопротивления тела, он снабжен дополнительной .О метательной камерой с расположенным в ней.поршнем, присоединенной к воздушному аккумулятору давления, дополнительнымм устройством для улавлив ания поршня и модельным трубопрово.дом, установленным соосно с метательной камерой и снабженным механизмом возврата модели, состоящим из огибающего ролики бесконечного тягового органа, одно, звено которого расположено внутри модельного трубопровода и снабжено зацепом, взаимодействующим с моделью, причем поршни и модели имеют сквозные отверстия, а каждая метательная камера снабжена направляющим кордом, расположенным по пути движения млели и проходящим через отверстия в поршне и модели.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Златин Н.А. и др. Баллистические установки и их применение в экспериментальных исследованиях, М,, Наука, 1974, с. 21.22 253-259, рис. 1.8 и 5.10 (прототип) .

703750 :2 "

Тираж 1073 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР

rro делам иэобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., л. 4/5

Ьакаэ 7808/38

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. ПС.ос кгцан, 4

Составитель А, Чижиков

Редактор Э. ШибаеВа Техред Э. мужик Корректор М. Пожо