УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АЭРОДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК МОДЕЛИ В СВЕРХЗВУКОВОЙ АЭРОДИНАМИЧЕСКОЙ ТРУБЕ
DEVICE FOR DEFINITION OF AERODYNAMIC CHARACTERISTICS OF MODEL IN SUPERSONIC WIND TUNNEL

Предлагаемое изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам для определения аэродинамических характеристик модели в сверхзвуковой аэродинамической трубе, по которым определяются суммарные аэродинамические характеристики натурного изделия, движущегося со сверхзвуковой скоростью, что может быть использовано в авиационной и аэрокосмической промышленности.
Известно устройство для определения аэродинамических характеристик модели, содержащее модель тела вращения, закрепленную на тензовесах (внутримодельных тензометрических весах) посредством винта и установленную на державке в аэродинамической трубе (Н.Ф.Краснов и другие. Прикладная аэродинамика. Москва. Высшая школа. 1974 г., стр.275-277).
Существенным недостатком этого устройства является конструкция узла крепления модели к тензовесам, не обеспечивающая точность замера параметров модели в сверхзвуковой аэродинамической трубе из-за мощного теплового потока, перетекающего с модели непосредственно на тензовесы. При числах Маха больше 5 температура торможения изменяется с 540К до 1500К, при М, равном 10,5.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для определения сил и моментов модели, действующих на нее при испытаниях в сверхзвуковой аэродинамической трубе, содержащее модель со съемной головной частью, закрепленной на тензовесах путем посадки ее на коническую часть и зафиксированной гайкой, тензовесы, соединенные с державкой, установленную в трубе тензостанцию и пульт управления, расположенные в препараторской аэродинамической трубы (Н.Ф.Краснов и другие. Прикладная аэродинамика. Москва. Высшая школа. 1974 г., стр.277-282).
Недостатком известного устройства является то, что узел крепления модели, состоящий из съемной головной части, закрепленной на тензовесах путем посадки ее на коническую поверхность тензовесов и зафиксированной гайкой, не позволяет обеспечить точность и надежность определения аэродинамических сил и моментов модели при больших сверхзвуковых скоростях потока в трубе из-за конструкции головной части модели, в которой в месте крепления тензовесов происходит интенсивная передача тепла от головной части на тензовесы, влияющая на точность и надежность измерения тензовесами параметров модели.
Кроме того, известное устройство с размещением тензовесов в корпусе модели имеет погрешность в измерениях аэродинамических параметров из-за влияния теплового излучения непосредственно от корпуса модели.
Технический результат предлагаемого изобретения - повышение точности и надежности измерения аэродинамических характеристик модели в сверхзвуковой аэродинамической трубе.
Указанный технический результат предлагаемого изобретения достигается тем, что в устройстве для определения аэродинамических характеристик модели в сверхзвуковой аэродинамической трубе, содержащем модель со съемной головной частью, закрепленной на тензовесах путем посадки ее на коническую часть и зафиксированной гайкой, соединенной с державкой, установленной в трубе, тензостанцию и пульт управления, расположенные в препараторской трубы, тензовесы закреплены на переходнике, снаружи его выполнены кольцевая полость с отверстиями на торце под гибкие шланги, соединенные с системой охлаждения, и пазы под уплотнения, расположенные внутри обечайки, контактирующей с носовой и хвостовой частями модели, и тензовесы помещены внутри цилиндрических теплозащитных кожухов, причем передний кожух установлен на обечайке, а задний кожух с зазором от переднего - на державке, и систему охлаждения, включающую гибкие шланги, бак с жидкостью и насос, расположенные в препараторской.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежом, где изображен общий вид устройства.
Устройство для определения аэродинамических характеристик модели в сверхзвуковой аэродинамической трубе содержит модель 1 со съемной головной частью 2, закрепленной на тензовесах 3 путем посадки ее на коническую часть 4 и зафиксированной гайкой 5, соединенных с державкой 6, установленной в трубе 7, тензостанцию 8 и пульт управления 9, расположенные в препараторской 10. На конической части 4 тензовесов 3 закреплен переходник 11, снаружи его выполнены кольцевая полость 12 с отверстиями 13 на торце 14 под гибкие шланги 15, соединенные с системой охлаждения 16 и пазы 17 под уплотнение 18, расположенным внутри обечайки 19, контактирующей с головной частью 2 и хвостовой частью 20 модели 1. Такое выполнение установки модели 1 на тензовесах 3 значительно снижает тепловой поток от головной части 2 на тензовесы 3, улучшает работу их и значительно повышает точность получаемых аэродинамических характеристик модели 1.
Расположение над тензовесами двух цилиндрических теплозащитных кожухов 21, 22 и установка переднего кожуха 21 на обечайке 19, а заднего кожуха 22 с зазором от переднего кожуха 21, закрепленного на державке 6, позволяет значительно снизить влияние теплового потока хвостовой части 20 модели 1 на работу тензовесов 3, что также повышает точность и надежность получаемых результатов замеряемых параметров модели.
А установка системы охлаждения 16, включающая гибкие шланги 15, бак 23 с жидкостью 24 и насос 25 в препараторской 10 упрощает конструкцию модели 1 и значительно повышает точность определения аэродинамических характеристик модели 1 из-за применения охлаждающей жидкости 24, которая подается насосом 25 в кольцевую полость 12.
Фиксация головной части 2 производится винтами 26, что также упрощает конструкцию модели.
В основе устройства для определения аэродинамических сил и моментов, действующих на модель, применяется весовой метод, основанный на применении внутримодельных тензовесов.
Работа устройства заключается в следующем. На державке 6 устанавливают тензовесы 3. Нанизывают на тензовесы 3 и державку 6 цилиндрические теплозащитные кожуха 21, 22. Протаскивают гибкие шланги 15 внутри кожухов 21, 22. Закрепляют с помощью гайки 5 переходник 11. Устанавливают гибкие шланги 15 в отверстии 13 переходника 11. Закрепляют обечайку 19 на переходнике 11. Располагают передний теплозащитный кожух 21 на обечайке 19, а задний кожух 22 на державке 6. Устанавливают сначала хвостовую часть 20 на обечайку 19, а затем головную часть 2 и фиксируют ее винтами 26.
Проверяется работа тензовесов 3, насоса 25 и тензостанции 8 с пультом управления 9. Запускается труба 7 и одновременно начинает работать насос 25. Он обеспечивает охлаждение переходника 11. Тепловой поток от носовой части не передается на тензовесы 3. Цилиндрические теплозащитные кожуха 21, 22 предохраняют тензовесы от теплового потока хвостовой части 20 модели 1. Таким образом, обеспечивается нормальная работа тензовесов 3 при испытаниях.
По команде с пульта управления 9 варьируют скоростью потока в трубе 7 и подачей охлаждающей жидкости 24 с помощью насоса 25. При различных углах установки к потоку модели 1 определяют аэродинамические характеристики модели 1 посредством тензостанции 8.
Использование предлагаемого изобретения позволит значительно повысить точность измерения аэродинамических характеристик модели и сократит время проведения эксперимента в сверхзвуковой аэродинамической трубе.