Воздухозаборное устройство измерения параметров аэродинамического потока

Предлагаемая полезная модель относится к области экспериментальной аэродинамики и предназначена для определения аэродинамических характеристик (АДХ) моделей летательных аппаратов (ЛА). Полезная модель может быть использована в аэродинамических трубах (АДТ) при определении параметров потока на выходе из протоков модели, имитирующих каналы силовой установки.
Измерения необходимы для определения относительных расходов воздуха. Традиционным методом определения коэффициента расхода воздуха и внутреннего сопротивления в каналах аэродинамических моделей с протоком в мотогондолах или фюзеляже является использование гребенок с насадками измерения полного и статического давлений. С помощью гребенки, устанавливаемой на срезе сопла или внутри канала, измеряют полное и статическое давление и вычисляют газодинамическую функцию, приведенную скорость, коэффициент восстановления давления и коэффициент расхода воздуха.
Гребенка с насадками для измерения давлений в зависимости от геометрических параметров, конфигурации канала и выходного сечения сопла может содержать до 30 приемников полного и 6 приемников статического давления. К насадкам предъявляются специальные требования жесткости, обеспечивающие их неизменное положение в пространстве в независимости от действия аэродинамического потока в трубе.
Известно «Устройство для измерения параметров потока газа» патент №2691664 МПК G01F 1/69 (2006.01) G01F 15/00 2019 г., изобретение относится к области устройств для измерения параметров газового потока, преимущественно в турбомашиностроении, а именно к гребенкам замера параметров газового потока. Данное устройство из-за больших габаритов невозможно использовать в аэродинамических трубах.
Известно устройство измерения параметров потока на выходе из протоков моделей ЛА (патент №2539 769 МПК G01M 9/00, 2015 г.), принятое за прототип, в котором геометрически подобную модель ЛА с протоками, имитирующими каналы силовой установки, устанавливают в рабочую часть аэродинамической трубы вместе с совокупностью приемников давления, применяемых для одновременного определения параметров течения в протоке модели, которую называют «гребенка». Гребенка для замеров полного и статического давления содержит от одного до шести приемников статического давления, которые вводятся в проток модели, и значительно большее количество приемников, замеряющих полное давление, которые измеряют полное давление на выходе из протока вблизи его среза.
Реализуемые в настоящее время конструкции устройств состоят из следующих основных элементов: цельнофрезерованного, подвергающегося в последующем электроэрозионной обработке или изготавливаемого по технологии гибки из листового металла корпуса, металлических трубок и подкрепляющих ребер. Соединения элементов устройств между собой выполняются с помощью пайки. Внутренние полости корпуса для обеспечения жесткости и фиксации металлических трубок заполняются припоем (см. фигуры 1 и 2). Изготовление таких устройств очень трудозатратно и дорого.
Задачей и техническим результатом создания полезной модели является создание воздухозаборного устройства измерения параметров аэродинамического потока, обеспечивающего неизменное пространственное положение насадок во время испытаний.
Решение поставленной задачи и технический результат достигаются тем, что воздухозаборное устройство измерения параметров аэродинамического потока, содержащее жесткий корпус и приемники давления, дополнительно содержит пилон; жесткий корпус, пилон и приемники давления объединены в единую деталь, внутренние дренажные трассы выполнены в жестком корпусе, с возможностью крепления внешних дренажных трасс с использованием резьбового соединения.
На фигуре 1 показано устройство, имеющее цельнофрезерованный корпус.
На фигуре 2 показано устройство, имеющее корпус, изготавливаемый по технологии гибки из листового металла.
На фигурах 3 и 4 показано предлагаемое устройство, изготовленное методом селективного лазерного спекания из металлического порошка.
На фигуре 5 показано крепление внешних дренажных трасс, соединяющих устройство с модулями измерения давления посредством резьбовых втулок, напаянных на металлические трубки.
На фигурах 1 и 2 показаны устройства, которые применяются в настоящее время при измерении полного и статического давления. Устройство содержит корпус 1, в нем при помощи пайки закреплены металлические трубки приемников полного 2 и статического 3 давлений, которые вводятся в проток модели, свободное пространство в корпусе 1 между приемниками давления 2 и 3 заполнено припоем 4, жесткость гребенки обеспечена наличием в конструкции ребра 5. Способ изготовления устройства весьма трудозатратен и требует специальной квалификации рабочего персонала.
На фигурах 3 и 4 показано предлагаемое устройство, изготовленное методом селективного лазерного спекания из металлического порошка. В нем жесткий усиленный корпус 1 и приемники полного 2 и статического 3 давлений объединены в единую деталь. Жесткая фиксация и неизменное пространственное положение приемников давления 2 и 3 устройства во время испытаний обеспечено наличием пилона 7, скрепляющего между собой приемники давления 2 и 3. Требуемая чистота внешней аэродинамической поверхности устройства достигнута абразивной постобработкой с последующей электролитной плазменной полировкой. Дренажные трассы внутри устройства выполнены непосредственно в корпусе и заканчиваются резьбовым отверстием 6. с возможностью крепления внешних дренажных трасс с использованием резьбового соединения. Соединения внешних дренажных трасс, выполненных из металлических трубок 9 с модулями измерения давления измерительно-вычислительного комплекса аэродинамической трубы, осуществлены посредством резьбовых втулок 8, вворачиваемых в резьбовые отверстия 6 корпуса 1. Металлические трубки внешних дренажных трасс 9 напаяны на втулки 8 (фигура 5).
Создано воздухозаборное устройство измерения параметров аэродинамического потока, обеспечивающее жесткую фиксацию и неизменное пространственное положение насадок во время испытаний.