АЭРОДИНАМИЧЕСКИЙ СТЕНД
AERODYNAMIC STAND

Изобретение относится к области экспериментальной аэродинамики, в частности к низкоскоростным дозвуковым аэродинамическим установкам и может быть использовано для получения потоков с прямолинейной эпюрой скоростей на выходе из коллектора (сопла) при ограниченной длине форкамеры.
Известна дозвуковая аэродинамическая труба, содержащая замкнутый канал переменного сечения, вентиляторную установку, форкамеру, коллектор (сопло), открытую рабочую часть, обратный канал. В плане проточная часть канала имеет четыре поворота, каждый из которых равен 90 градусов (авторское свидетельство №326474, опубликовано 09.01.1972 г. М. Кл. G01т 9/00).
Известна аэродинамическая труба, содержащая форкамеру с детурбулизирующими сетками, сопло, рабочую часть, диффузор, обратный канал, в котором установлен вентилятор и располагаются отверстия для ввода охлаждающего воздуха в проточную часть трубы и для вывода нагретого воздуха. Проточная часть в плане имеет четыре поворота с углами, равными 90 градусов (авторское свидетельство №384037, опубликовано 23.05.1973 г. М. Кл.G01m 9/00).
Недостатком данных конструкций является то, что при уменьшении длины форкамеры возможно нарушение прямолинейности эпюры потока, выходящего из коллектора (сопла) за счет инерционных свойств на втором повороте от вентилятора по направлению потока.
Цель изобретения заключается в получении прямолинейной эпюры скорости потока на выходе из коллектора (сопла) при ограниченной длине форкамеры. Данная цель достигается увеличением угла поворота, расположенного перед коллектором (соплом), более 90 градусов.
Аэродинамический стенд содержит вентиляторную установку, замкнутый канал переменного поперечного сечения, прямой канал, форкамеру, коллектор (сопло), рабочий участок с зоной для модельных испытаний, обратный канал, направляющие лопатки, установленные в углах поворота замкнутого канала, детурбулизирующую сетку и хонейкомб. При этом угол второго по потоку поворота от вентиляторной установки замкнутого канала составляет более 90 градусов. Конструкция позволяет получить прямолинейную эпюру скорости потока на выходе из коллектора (сопла) при ограниченной длине форкамеры.
Схема предлагаемой конструкции приведена на чертеже, фиг.1. Аэродинамическая труба малых дозвуковых скоростей представляет собой проточную часть 1 в виде замкнутого контура, вентиляторную установку 2, форкамеру 3, коллектор 4, длинную рабочую часть 5, зону для модельных исследований 6, направляющие лопатки 7, установленные в углах поворота. Перед коллектором установлены хонейкомб 8 и детурбулизирующая сетка 9. Длина форкамеры имеет минимальную величину из-за необходимости иметь как можно большую длину рабочей части 5 в условиях стесненной компоновочной схемы.
Второй поворот от вентилятора по потоку имеет в плане угол, превышающий 90 градусов. Исследования с помощью математического моделирования показали, что увеличение угла поворота сверх 90 градусов значительно улучшает форму эпюры скоростей на выходе из коллектора (сопла), уменьшая ее неравномерность в горизонтальной плоскости.
На фиг.2 показаны эпюры скорости потока непосредственно на срезе выхода из коллектора (сопла). Анализ эпюр показывает, что с увеличением угла поворота неравномерность графиков снижается. Минимального значения неравномерность эпюры достигает при угле, равном 100 градусов.
В табл.1 приведены значения безразмерного коэффициента неравномерности эпюры скорости воздушного потока в зависимости от угла второго поворота. Коэффициент неравномерности здесь принят как отношение половинной разности максимальной и минимальной скоростей эпюры к средней скорости.
Таблица 1
Зависимость коэффициента неравномерности эпюры скорости потока K от значения угла второго поворота
Значение угла второго поворота, градусы
Коэффициент неравномерности K
90
7,3
95
5,8
100
2,4
Дальнейшее спрямление эпюры выходной скорости осуществляется в результате доводочных работ при настройке стенда и пуска его в эксплуатацию, например, за счет регулировки углов установки направляющих лопаток в первом и втором (по потоку) углах поворота.