АЭРОДИНАМИЧЕСКАЯ ТРУБА Российский патент 2009 года по МПК G01M9/02 

Изобретение относится к аэродинамическим установкам (трубам) и может быть использовано: для испытаний моделей летательных аппаратов на режимах штопора; весовых испытаний моделей летательных аппаратов на больших углах атаки; моделей несущих и рулевых винтов; моделей вертолетов и преобразуемых ЛА (конвертопланов); парашютных систем и для тренировки парашютистов в условиях, соответствующих условиям свободного падения в атмосфере.

Известна вертикальная аэродинамическая труба (патент CN №1851435, G01М 9/00, 2006 г.), содержащая закрытую вертикальную рабочую часть, обратный кольцевой канал, два маломощных вентилятора, расположенных горизонтально ниже уровня земли, хоннейкомб и сопло.

Недостатком этой трубы является то, что вентиляторы расположены в непосредственной близости от хоннейкомба (отделены всего одним поворотом) и сопла, поэтому качество потока не может быть высоким и пригодным для испытаний летательной техники (моделей самолетов и вертолетов). Кроме того, расположение вентиляторов ниже поверхности земли будет усложнять их обслуживание особенно при большой мощности.

Известна вертикальная аэродинамическая труба (Martinot-Lagarde A. - Une Soufflerie Verticale Francaise du Quatre Motres - "Doc/ Air Espace", 1967, XI. №107, p/33-38 ill.; L′Aeronautique et L′Astronautique", 1968, №3, p/33-37 ill), предназначенная для исследования штопорных характеристик моделей летательных аппаратов, тренировки парашютистов, содержащая сопло, открытую вертикальную рабочую часть, кольцевой обратный канал, хонейкомб, перед которым расположена сетка, обеспечивающая требуемый профиль скоростей, и вентилятор с электроприводом, установленный в верхней части трубы.

Недостатком известного технического решения является верхнее расположение вентилятора с электроприводом (на высоте порядка 30 м), что усложняет конструкцию трубы, обслуживание вентилятора и доступ к рабочей части трубы через обратный канал, нарушая симметрию течения в нем и снижая качество потока в рабочей части трубы.

Известна аэродинамическая труба с закрытой рабочей частью Т-107 ЦАГИ (E.L.Bedrzhtsky, V.P.Roukavets, Historical Review of the Creation and Improvement Of Aerodynamic Test Facilities At TsAGI Aerodynamics Of Wind Tunnel Circuits and Their Components. Papers presented and discussions receded at the 79^th Fluid Dynamics Panel Symposium held in Moscow, Russia 30 September 30 October 1996), в которой каналы вдува охлаждающего атмосферного воздуха, выполнены в виде специальных устройств и расположены в обратном канале трубы между вторым и третьим поворотными коленами.

Недостатком такого ввода охлаждающего атмосферного воздуха является то, что специальные устройства ввода расположены в обратном канале трубы, что создает дополнительное аэродинамическое сопротивление.

Наиболее близким из известных технических решений заявляемому устройству является аэродинамическая труба Т-105 ЦАГИ (см. Руководство для конструкторов по проектированию самолетов. Т.I, кн.4, вып.10. Издательский отдел ЦАГИ, 1984), содержащая открытую вертикальную рабочую часть, обратный канал с четырьмя поворотными коленами, вентилятор с электроприводом, расположенный в вертикальной части обратного канала, хонейкомб, сопло, предохранительную и страховочную сетки и кольцо вокруг коллектора-сборника в конце рабочей части.

Недостатком прототипа является вертикальное расположение вентилятора на значительной высоте над уровнем земли, что существенно усложняет его обслуживание и конструкцию его крепления в обратном канале, особенно при увеличении мощности трубы. Следует иметь в виду, что в четырехколенном обратном канале располагать вентилятор в верхней, горизонтальной части обратного канала нецелесообразно из-за сложности его крепления и обслуживания на большой высоте, располагать вентилятор в нижней, горизонтальной части обратного канала нецелесообразно из-за его близости к рабочей части, что будет отрицательно сказываться на качестве потока. Также в этой аэродинамической трубе не предусмотрен вдув охлаждающего атмосферного воздуха.

Задачей данного изобретения и техническим результатом, получаемым при его осуществлении, является упрощение монтажа и обслуживания главного вентилятора без ухудшения качества потока в рабочей части трубы, а также обеспечение длительной работы трубы при максимальной мощности, потребляемой вентилятором.

Решение поставленной задачи и технический результат достигаются тем, что в аэродинамической трубе, содержащей открытую вертикальную рабочую часть, расположенные в ней предохранительную и страховочную сетки, обратный канал с поворотными коленами и расположенными в нем главным вентилятором, хонейкомбом и соплом имеет шесть поворотных колен, главный вентилятор расположен горизонтально на уровне поверхности земли между третьим и четвертым поворотными коленами. Кроме того, дополнительно содержит каналы вдува охлаждающего воздуха, совмещенные с поворотными лопатками пятого поворотного колена.

Схема трубы приведена на чертеже.

Аэродинамическая труба содержит открытую вертикальную рабочую часть 1, страховочную сетку 2, обратный канал 3 с главным вентилятором 4, каналами вдува охлаждающего атмосферного воздуха 5, хонейкомбом 6, соплом 7, предохранительную сетку 8, поворотные колена 9-14.

Главный вентилятор расположен на уровне поверхности земли, между третьим и четвертым поворотными коленами. Расположение главного вентилятора на уровне поверхности земли упрощает конструкцию его крепления и значительно улучшает условия его обслуживания, что существенно важно при увеличении мощности вентилятора, когда его диаметр может достигать 9 м и более.

Расположение главного вентилятора между третьим и четвертым поворотными коленами уменьшает его влияние на качество потока в рабочей части трубы, потому что наличие трех поворотных колен между ним и соплом существенно снижает следы закрутки и неравномерность потока, идущие от вентилятора.

Совмещение каналов ввода охлаждающего атмосферного воздуха с поворотными лопатками пятого поворотного колена избавляет от необходимости располагать в потоке дополнительные вводящие каналы, повышающие сопротивление обратного канала, ведущее к увеличению мощности, потребляемой трубой.

Аэродинамическая труба работает следующим образом.

Запускается главный вентилятор, создающий поток воздуха в рабочей части трубы. Изменяя потребляемую вентилятором мощность, доводят скорость потока в рабочей части трубы до заданной величины, после чего в поток вводится испытуемая модель. При длительном во времени испытании на большой мощности вентилятора включается система вдува (содержащая вентиляторы вдува, подводящие трубопроводы и каналы вдува) охлаждающего атмосферного воздуха, что позволяет поддерживать постоянную температуру потока в рабочей части трубы.

Положительный эффект данного изобретения заключается в упрощении и снижении стоимости монтажа и обслуживания главного вентилятора, а также в улучшении качества потока при работе с вдувом охлаждающего атмосферного воздуха.

Изобретение относится к аэродинамическим трубам и может быть использовано для проведения различных испытаний моделей летательных аппаратов, моделей несущих и рулевых винтов; парашютных систем и тренировки парашютистов в условиях, соответствующих условиям свободного падения в атмосфере. Труба содержит открытую вертикальную рабочую часть, страховочную сетку, обратный канал с расположенными в нем главным вентилятором, каналами вдува охлаждающего атмосферного воздуха, хонейкомбом и соплом, и предохранительную сетку. При этом главный вентилятор расположен горизонтально на уровне поверхности земли между третьим и четвертым поворотными коленами трубы. Технический результат заключается в упрощении монтажа и обслуживания главного вентилятора без ухудшения качества потока в рабочей части трубы, а также обеспечении длительной работы трубы при максимальной мощности, потребляемой вентилятором. 1 ил.

Аэродинамическая труба, содержащая открытую вертикальную рабочую часть с расположенными в ней предохранительной и страховочной сетками, обратный канал с поворотными коленами и расположенными в нем главным вентилятором, хонейкомбом и соплом, отличающаяся тем, что обратный канал имеет шесть поворотных колен и дополнительно содержит каналы вдува охлаждающего атмосферного воздуха, совмещенные с поворотными лопатками пятого поворотного колена, причем главный вентилятор расположен горизонтально на уровне поверхности земли между третьим и четвертым поворотными коленами.