АЭРОДИНАМИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА

Полезная модель относится к относится к области учебных и наглядных пособий, в частности по газовой динамике и теории ракетных двигателей и может быть использована в учебном процессе ВУЗов.
Известны установки по газовой динамике, представляющие собой сверхзвуковые аэродинамические трубы, позволяющие исследовать и демонстрировать в рабочей части аэродинамической трубы, с помощью теневого прибора, процессы, протекающие за срезом сверхзвукового сопла - картину обтекания сверхзвуковым потоком различных моделей. Лабораторный практикум по аэрогазодинамике. Ленгосуниверситет, Ленинград, 1980 г. стр. 224.
Наиболее близким по технической сущности решением является аэродинамическая модель летательного аппарата, содержащая силовой каркас, датчики, силовой каркас выполнен в виде корпуса в форме усеченного конуса с наконечником, половина которого выполнена сферической, другая половина - конической, датчики выполнены в виде термопар, вмонтированных на внутренних сторонах стенок корпуса, как минимум, по три термопары, расположенных по образующей корпуса, подключенных к прибору для регистрации температуры (RU №208294, 2021).
Недостатками является невозможность визуально, с помощью оптических средств измерения, демонстрировать на экране и исследовать процессы, протекающие на поверхности летательного аппарата при возникновении скачков уплотнения.
Задачей полезной модели является расширение наглядных возможностей при исследовании различных принципов управлением полетом летательного аппарата за счет возникновения скачков уплотнения на его поверхности.
Техническим результатом является оценка эффективности процессов, протекающих на поверхности летательного аппарата за скачком уплотнения, для реализации управляющих усилий.
Сущность полезной модели заключается в том, что в аэродинамической модели летательного аппарата, содержащей силовой каркас, выполненный в виде корпуса в форме усеченного конуса с коническим наконечником, она снабжена державкой, закрепленной внутри силового каркаса, вибратором, представляющим собой эксцентриковый механизм с электрическим двигателем и установленный на державке внутри усеченного конуса по нормали к образующей с возможностью возвратно-поступательного перемещения в пазу державки в виде ласточкина хвоста, а силовой каркас выполнен тонкостенным из стали.
Новизна заключаются в том, что она снабжена державкой, закрепленной внутри силового каркаса, вибратором, представляющим собой эксцентриковый механизм с электрическим двигателем и установленный на державке внутри усеченного конуса по нормали к образующей с возможностью возвратно-поступательного перемещения в пазу державки в виде ласточкина хвоста, а силовой каркас выполнен тонкостенным из стали.
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 фигуре изображен общий вид устройства.
Аэродинамическая модель летательного аппарата 1, выполненная в виде тонкостенного стального усеченного конуса 2 с коническим наконечником 3, закреплена на державке 4 в рабочей части аэродинамической трубы 5. На державке 4 внутри усеченного конуса 2 по нормали к образующей закреплен вибратор 6, представляющий собой эксцентриковый механизм 7 с электрическим двигателем 8, установленный с возможностью возвратно-поступательного перемещения в пазу в виде ласточкина хвоста, выполненный в державке 4.
Устройство работает следующим образом.
Подводится сжатый воздух в сопло. Все процессы, протекающие внутри сверхзвуковой части сопла 5 от начала до установления расчетного сверхзвукового режима его работы, демонстрируются на экране с помощью теневого прибора ИАБ-451 или фотографируется с помощью фотоприставки к теневому прибору.
На аэродинамическую модель летательного аппарата 1 садится присоединенный косой скачок уплотнения. При включении электрического двигателя 8, вращения вала которого через эксцентриковый механизм 7 преобразуются в возвратно-поступательные перемещения вибратора 6, который возбуждает колебания тонкостенного стального усеченного конуса 2, вследствие чего на наружной поверхности возникает свой присоединенный косой скачок уплотнения, угол наклона которого и его интенсивность приводят к изменению направления основного потока газа вдоль испытываемой аэродинамической модели 1, к разности давлений на наружную поверхность за скачком уплотнения и с противоположной стороны тонкостенного металлического конуса. Все это создает силу в поперечном относительно продольной оси направлении и вращающего момента относительно центра масс.
С ростом угла наклона скачка уплотнения и его интенсивности увеличивается угол отклонения основного потока газа вдоль испытываемой аэродинамической модели 1 и разность давлений, а, следовательно, увеличивается сила в поперечном относительно продольной оси направлении и вращающий момент относительно центра масс.
Изменяя место закрепления вибратора 6 вдоль образующей, повторяют эксперимент. По результатам экспериментов проводится оценка эффективности процессов, протекающих на поверхности летательного аппарата за скачком уплотнения, для реализации управляющих усилий, в том числе и от места расположения вибратора 6.
Предлагаемая аэродинамическая модель летательного аппарата существенно расширяет дидактические возможности при исследовании различных принципов управлением полетом летательного аппарата за счет возникновения скачков уплотнения на его поверхности, обеспечивает наглядность и возможность наблюдать и измерять углы наклона скачков уплотнения; решать задачи, связанные с выбором места расположения магнита, т.е. проводить оценку эффективности предложенного органа управления.