Устройство для исследования ближнего поля давления модели в аэродинамической трубе

Полезная модель относится к области аэродинамики и предназначена для исследований давления в ближнем поле модели летательного аппарата с учетом влияния пограничного слоя на искажения результатов измерений.
Наиболее полную информацию о параметрах звукового удара позволяет получить летный эксперимент, однако на стадии исследований по формированию компоновки самолета летные испытания чрезвычайно дороги.
В связи с этим разработан комплексный экспериментально-расчетный метод, основанный на измерении параметров потока в ближайшей зоне модели летательного аппарата, установленной в рабочей части аэродинамической трубы, и последующим расчетом эволюции измеренных профилей давления при удалении на большие расстояния.
Известно устройство (АС №1074221, МПК G01M 9/00 1981 г.), используемое для исследования ближнего поля давления модели в аэродинамической трубе, содержащее помещенный в поток генератор ударной волны (модель), координатник модели, зонд с пневмодатчиками, координатник зонда и аппаратуру, регистрирующую сигналы с датчиков.
Недостатком этого устройства являются низкая производительность и высокие требования стабильности режимов (М) работы аэродинамической трубы.
Известно устройство для исследования ближнего поля давления модели в аэродинамической трубе, принятое за прототип, [Чернышев С.Л., Иванов, А.И., Киселев, А.Ф. и др. Совершенствование методов физического моделирования явления звукового удара от сверхзвукового самолета. В сб.: Чернышев, С.Л. (ред.) Результаты фундаментальных исследований в прикладных задачах авиастроения, с. 41-54. Российская академия наук ("Наука" РАН), Москва (2016)], содержащее генератор ударной волны (модель), измерительную поверхность (пластину) с нанесенным барочувствительным покрытием - люминесцентным преобразователем давления (ЛПД), расположенную параллельно потоку в ближнем поле давлений модели ЛА, поддерживающее устройство пластины, ультрафиолетовый излучатель и цифровые камеры для регистрации интенсивности люминесценции ЛПД покрытия.
Недостатком этого устройства является то, что образующийся на пластине пограничный слой искажает действительную картину давлений в ближайшем поле модели летательного аппарата.
Задачей создания полезной модели и техническим результатом является разработка устройства, которое позволяет исследовать влияние пограничного слоя на точность измерения давления в ближнем поле модели.
Решение задачи и технический результат достигаются тем, что в устройстве для исследования ближнего поля давления модели в аэродинамической трубе, содержащем пластину с нанесенным барочувствительным покрытием, расположенную параллельно потоку в ближнем поле давления модели, ультрафиолетовый излучатель, как минимум, один регистратор излучения барочувствительного покрытия, пластина выполнена перфорированной и содержит систему управления пограничным слоем.
На фиг. 1 приведена схема предлагаемого устройства.
На фиг. 1 приведен генератор ударной волны (модель) 1. Устройство содержит перфорированную пластину 2 с нанесенным барочувствительным покрытием, ультрафиолетовые излучатели 5, регистратор 6 сигнала барочувствительного покрытия - цифровые камеры (одна или несколько) для регистрации интенсивности люминесценции барочувствительного покрытия, устройство 4, поддерживающее пластину, систему управления пограничным слоем, включающую совмещенную с пластиной камеру 3, разделенную на отдельные секции, пневмотрассы 7, соединенные с устройством снижения/повышения давления 8.
Устройство работает следующим образом. Перед экспериментом определяют необходимое расположение модели летательного аппарата относительно пластины с нанесенным барочувствительным покрытием. При обтекании модели летательного аппарата сверхзвуковым потоком на барочувствительном покрытии образуется поле давления, изменяющее его свечение под действием ультрафиолетового излучения. Интенсивность люминесценции барочувствительного покрытия регистрируется цифровыми камерами, при этом в полостях секционированной камеры создается разряжение (или избыточное давление) с помощью устройства снижения/повышения давления. Разряжение (или избыточное давление) может быть равномерное или дифференцированное по секциям.
Предлагаемое устройство позволяет проводить исследования влияния состояния пограничного слоя и его толщины на искажения полезного сигнала при измерениях давления при числах Маха крейсерского полета перспективных сверхзвуковых летательных аппаратов в небольших лабораторных сверхзвуковых аэродинамических трубах.