АЭРОДИНАМИЧЕСКАЯ ТРУБА

Полезная модель относится к области учебных и наглядных пособий, в частности, по газовой динамике и теории ракетных двигателей и может быть использовано в учебном процессе ВУЗов.
Известна установка для исследования и демонстрации процессов и режимов работы внутри дренированного сопла, где по результатам измерения давлений в дренированных сечениях и последующей обработкой измерений строят графики измерения параметров потока при различных режимах работы сопла. Лабораторный практикум по аэродинамике. Ленгосуниверситет, Ленинград, 1980 г. стр. 182.
Также известна аэродинамическая труба, обеспечивающая сверхзвуковой и трансзвуковой режимы, содержащая форкамеру, коллектор, сопло, сверхзвуковую рабочую часть, регулируемый диффузор, сопло выполнено с возможностью взаимозаменяемости профилированного сплошного сверхзвукового сопла на перфорированное трансзвуковое с автоотсосом и устройством для закрепления в нем испытываемого объекта (RU №65226, МПК G01М 9/02, опубл. 27.07.2007 г.).
Наиболее близким по технической сущности решением является аэродинамическая труба, содержащая форкамеру, сопло, сверхзвуковую рабочую часть, диффузор, причем канал переменного сечения выполнен из профилированных вставок, расположенных симметрично одна относительно другой, зажатых стеклянными боковыми стенками и стянутых болтами с гайками, в форкамере выполнена спрямляющая решетка, в закритической части сопла в профилированной вставке продренированы отверстия, в одном из которых, установлена форкамера вдува, соединенная с вентилем и манометром газовой связью, остальные дренажные отверстия для вдува закрыты заглушками (RU №163025, МПК G01М 9/02, опубл. 15.06.2016 г.).
Недостатками является невозможность исследования влияния расхода газа, вдуваемого в закритическую часть сопла на управляющее усилие при различных режимах его работы.
Задачей полезной модели является расширение наглядных возможностей при изучении процессов, протекающих внутри раструба сопла за счет выявления закономерностей влияния расхода газа, вдуваемого в закритическую часть сопла на величину управляющего усилия.
Техническим результатом является возможность визуального экспериментального исследования зависимости управляющего усилия от интенсивности вдува газа в закритическую часть сопла.
Сущность полезной модели заключается в том, что аэродинамическая труба, содержащая форкамеру, сопло, сверхзвуковую рабочую часть, диффузор, канал переменного сечения выполненный из профилированных вставок, расположенных симметрично одна относительно другой, зажатых стеклянными боковыми стенками и стянутых болтами с гайками, в форкамере выполнена спрямляющая решетка, в закритической части сопла в профилированной вставке продренированы отверстия, в одном из которых, установлена форкамера вдува, соединенная с вентилем и манометром газовой связью, остальные дренажные отверстия для вдува закрыты заглушками, задняя стенка форкамеры через кронштейн соединена с осью вращения, на срезе в закритической части сопла сверху профилированной вставки закреплен датчик силы, который через пружину соединен со стапелем, закрепленным неподвижно на основании.
Новизна заключается в том, что задняя стенка форкамеры аэродинамической трубы через кронштейны соединена с осью вращения и на срезе в закритической части сопла сверху профилированной вставки закреплен датчик силы, который через пружину соединен со стапелем, закрепленным неподвижно на основании.
Анализ известных технических решений (аналогов) в исследуемой области и смежных областях позволяет сделать вывод об отсутствии в них признаков, сходных с существенными отличительными признаками в заявленном устройстве.
На фиг. 1 изображен общий вид устройства. Аэродинамическая труба 1, содержащая форкамеру 2, сопло 3, закритическую часть 4, канал переменного сечения выполненный из профилированных вставок 5, расположенных симметрично одна относительно другой, зажатых стеклянными боковыми стенками 6 и стянутых болтами с гайками, в форкамере 2 выполнена спрямляющая решетка 7, в закритической части 4 в профилированной вставке 5 продренированы отверстия, в одном из которых, установлена форкамера вдува 8, соединенная с вентилем 9 и манометром 10 газовой связью, остальные дренажные отверстия закрыты заглушками 11, задняя стенка форкамеры 2 через кронштейн 12 соединена с осью вращения 13, на срезе в закритической части 4 закреплен датчик силы 14, установленный на неподвижном основании.
Устройство работает следующим образом.
По воздуховоду высокого давления подводится воздух к форкамере 2.
Исследование зависимости управляющего усилия от интенсивности вдува газа в закритическую часть 4 сопла 3 осуществляется следующим образом. Сопло 3 выводится на расчетный режим. Открывается вентиль 9 и сжатый воздух подается в форкамеру вдува 8 на подачу воздуха в закритическую часть 4 работающего сопла 3. Давление в форкамере вдува 8 устанавливается по показаниям манометра 9. В области вдува в закритической части 4 сопла 3 образуется зона повышенного давления, вследствие чего возникает разность давлений на внутренней поверхности закритической части сопла. Разность давлений создает управляющее усилие, под действием которого аэродинамическая труба 1 отклоняется на определенный угол от своего начального положения в сторону вдува. При увеличении расхода вдуваемого газа увеличивается зона повышенного давления и разность давлений на внутренней поверхности закритической части сопла 4, и вместе с этим, также увеличивается управляющее усилие. Величина управляющего усилия контролируется с помощью датчика силы 14.
Каждому значению давления в форкамере вдува 8 соответствует определенная величина управляющего усилия. Эти зависимости разные при вдуве в различных сечениях по длине сопла 3.
Во всех названных случаях аэродинамическая труба позволяет наблюдать и построить графическую зависимость изменения управляющего усилия от места вдува и от величины давления вдува.
Предлагаемая аэродинамическая труба существенно расширяет дидактические возможности при изучении процессов, происходящих при вдуве в закритическую часть сопла, обеспечивает наглядность и возможность визуально наблюдать величину отклонения сопла от своего начального положения при вдуве газа в закритическую часть и экспериментально исследовать законы изменения управляющего усилия от места и интенсивности вдува газа в закритическую часть сопла.