АЭРОДИНАМИЧЕСКАЯ ТРУБА, ОБЕСПЕЧИВАЮЩАЯ СВЕРХЗВУКОВОЙ И ТРАНСЗВУКОВОЙ РЕЖИМЫ

Аэродинамическая труба, обеспечивающая сверхзвуковой и трансзвуковой режимы.
Полезная модель относится к экспериментальной технике для аэродинамических исследований при сверхзвуковых и трансзвуковых числах Маха.
Наиболее близким аналогом предлагаемой полезной модели, принятым за прототип, является обеспечивающая сверхзвуковой и трансзвуковой режимы аэродинамическая труба фирмы Дженерал Дайнемикс, Сан-Диего, штат Калифорния, США (Обзор ОНТИ ЦАГИ №449, 1974 г., "Трансзвуковые рабочие части аэродинамических труб (по материалам иностранной печати)", стр.11÷16, 61).
Известная аэродинамическая труба (АДТ), обеспечивающая сверхзвуковой и трансзвуковой режимы, содержит форкамеру, коллектор, профилированное сплошное сверхзвуковое сопло, сверхзвуковую рабочую часть, регулируемый диффузор. При этом сверхзвуковая рабочая часть и регулируемый диффузор выполнены с возможностью их замены на перфорированную трансзвуковую рабочую часть.
Общими признаками прототипа с предлагаемым техническим решением являются следующие - обе АДТ обеспечивают сверхзвуковой и трансзвуковой режимы аэродинамических исследований и содержат форкамеру, коллектор, сопло, сверхзвуковую рабочую часть, регулируемый диффузор.
К недостаткам прототипа относится наличие двух сменных рабочих частей, представляющих собой многотонные тележки, перемещаемые по рельсовым путям. Такая конструкция требует большого помещения и специальных устройств для стыковки рабочей части с соплом и диффузором. Применение сменных рабочих частей представляет большие
экспериментальные неудобства при переходе с одного режима на другой, значительно повышает стоимость испытаний и снижает пропускную способность трубы.
Предлагаемой полезной моделью решается задача упрощения процесса перехода с одного режима работы АДТ на другой, уменьшения размеров испытательного корпуса и мощности необходимого технологического оборудования, а также в целом снижает стоимость проведения работ и надежность функционирования оборудования.
Для решения данной задачи в аэродинамической трубе, обеспечивающей сверхзвуковой и трансзвуковой режимы, содержащей 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.
Отличительными признаками предлагаемого технического решения от известного - прототипа являются следующие - сопло выполнено с возможностью взаимозаменяемости профилированного сплошного сверхзвукового сопла на перфорированное трансзвуковое с автоотсосом и устройством для закрепления в нем испытываемого объекта. Таким образом, трансзвуковой режим обеспечивается не с помощью установки второй сменной рабочей части, а путем использования выходного участка сопла в качестве трансзвуковой рабочей части.
Благодаря наличию данных отличительных признаков достигается следующий технический результат - создана АДТ, обеспечивающая сверхзвуковой и трансзвуковой режимы аэродинамических исследований, в которой значительно упрощен переход с одного режима на другой за счет использования плоского выходного участка трансзвукового сопла в качестве трансзвуковой рабочей части, что не требует сложных перемещений сменных рабочих частей. Переход со сверхзвукового режима на трансзвуковой
осуществляется следующим образом: сверхзвуковое сопло заменяется трансзвуковым, плоские параллельные участки перфорированных стенок выходного участка которого образуют трансзвуковую рабочую часть трубы. Перепуск части воздуха (за счет автоотсоса) в сверхзвуковую рабочую часть дает возможность реализовать на выходном участке сопла равномерный трансзвуковой поток.
Предложенное техническое решение может найти применение в экспериментальной аэродинамике как при разработке новых АДТ так и при реконструкции существующих с целью расширения рабочего диапазона АДТ.
Полезная модель поясняется рисунками фиг.1 и 2.
На фиг.1 изображена АДТ для сверхзвукового режима.
На фиг.1 изображена АДТ для трансзвукового режима.
Для аэродинамических исследований при сверхзвуковых числах Маха труба - фиг.1 содержит профилированное сплошное сверхзвуковое сопло 1, сверхзвуковую рабочую часть 2, испытываемый объект 3, регулируемый диффузор 4.
Для аэродинамических исследований при трансзвуковых числах Маха труба - фиг.2 содержит плоское трансзвуковое сопло 5 с перфорированными стенками - верхней 6 и нижней 7 и щелями 8 для автоотсоса в сверхзвуковую рабочую часть прошедшего через перфорацию воздуха, испытываемый объект 9, сверхзвуковую рабочую часть 10, которая используется как успокоительный канал, регулируемый диффузор 11.
На сверхзвуковом режиме - фиг.1 труба работает следующим образом:
Сверхзвуковой поток из профилированного сплошного сопла 1 поступает в сплошную сверхзвуковую рабочую часть 2, где располагается испытываемый объект 3. Далее сверхзвуковой поток тормозится в регулируемом диффузоре 4. Направление набегающего потока воздуха показано стрелкой.
Переход со сверхзвукового режима на трансзвуковой осуществляется следующим образом: сверхзвуковое сопло 1 заменяется перфорированным трансзвуковым соплом 5; плоские параллельные участки перфорированных стенок 6 и 7 выходного участка трансзвукового сопла образуют трансзвуковую рабочую часть трубы.
На трансзвуковом режиме - фиг.2 труба работает следующим образом:
На выходном участке трансзвукового сопла 5 устанавливается испытываемый объект 9. Набегающий поток воздуха, направление которого показано стрелкой, попадает в сопло 5, а часть потока, пройдя через верхнюю 6 и нижнюю 7 перфорированные стенки сопла, попадает через щели 8 автоотсоса в сверхзвуковую рабочую часть 10. Далее трансзвуковой поток тормозится в регулируемом диффузоре 11.
Размещение испытываемого объекта 9 на плоском выходном участке трансзвукового сопла 5 с перфорированными стенками 6 и 7 с автоотсосом 8 дает возможность реализовать на выходном участке сопла 5 равномерный трансзвуковой поток, так как часть воздуха, проходя через перфорацию, за счет автоотсоса 8 в среднюю часть 10 уменьшает интерференцию трубы и модели.
Обеспечение трансзвукового режима путем использования выходного участка сопла в качестве трансзвуковой рабочей части, а не с помощью установки второй сменной рабочей части, позволяет значительно упростить процесс перехода со сверхзвукового режима на трансзвуковой, т.к. не требует сложных перемещений сменных рабочих частей.