Устройство для моделирования обтекания транспортных средств с реактивными движителями Советский патент 1984 года по МПК G06G7/70 

1 Изобретение относится к средствам аналоговой вычислительной тнхни ки-И может быть использовано для ре шения задач аэропедромеханики при исследовании пространственного обте ния транспортных средств. Известны устройства для моделирования трехмерных поступательно-ци куляционных потоков. Работа устройст основана на том,что модели исследуе мых тел.покрытые слоем металла необходимой толщины,помещают в квазистационарное магнитное поле и в пространстве вокруг модели измеряют векторы магнитной индукции,по которы на основе магнитной аэрогидродинамической аналогии рассчитывают аэродинамические характеристики тела, строят поле скоростей вокруг него. Пелена свободных вихрей з.а несущими поверхностями транспортного средства моделируется системой проводников с током Г 1 и С23. Наиболее близким к изобретению является устройство дпя моделировани обтекания транспортных средств,содержащее блок задания магнитного поля с установленными в нем измеритель нымя и контролирующими датчиками и моделью обтекаемого тела выходящая крошка которой через электроды, моделирующие пелену свободных вихрей подключена к блоку питания, а измерительные и контролируюище датчики через коммутатор соединены с измерит льным блоком,блок моделирования движителя, установленный в блоке задания магнитного потока, выполненный в газде соленоида переменного сечения, ось которого параллельна оси движителя, а обмотка подключена к блоку питания,блок контроля положения витков, устаиовлеиный в пдоскости расположения обмотки блока модели рования движителя,и блок измерения магнитного потока, выполненный в виде индукционной катушки,расположенно на обмотке блока моделирования движителя, причем блок контроля положения витков и блок измерения магнитного потока подключены к со- ответствующим входам коммутатора З). Недостатком устройств Г13 и CZ. является то,что они не позволяют моделировать обтекание транспортных сфедств с работающими движителями, что снижает точность моделирования. 25 Известное устройство позволяет моделировать пространственное обтекание транспортного средства с работающим движителем лопастного типа, которым может быть воздушный или водяной винт. Однако подавляющее большинство современных летательных аппаратов снабжается воздушно-реактивными двигателяьш, а многие суда - водометными движителями, для моделирования работы которых известное устройство использовать нельзя. Вместе с этим и водяные струи,всасываемые в реактивные Движители и истекающие из них, оказывают существенное влияние на поле скоростей вокруг транспортного средства и тем самым заметно изменяют его аэродинамические характеристики. Цель изобретения - поняшение точности моделирования. Поставленная цель достигается тем,что в устройство для яодехшрования обтекания транспортных средств с реактившями движителями, содержащее модель магнитного прямолинейного поля, выполненную в виде соленоида С-образной форьф 1, с установленными между выводами обмотки соленоида и измерительными и контролирующими датчиками, металлической моделью транспортного средства в. рабочей кабине, несущие поверхности которсй через электроды, моделирующие пелену свободных вихрей, подклмпены к выходам блока питания, а измерителыше и контролирующие датчики через коммутатор соединены с измерительным блоком, введены регулятор тока и блоки моделирования реактивных движител., каяэдый из которых выполнен в виде трех соленоидов,ш 1воды ;обмоток которых через регулятор тока подключены к выходам блока питания,причем первый из соленсшодов закреплен нелосредственно на модели транспортного средства,в металлическом кож$гхе. , второй солениод установлен внутри соеноида С-образной формы, моделируюего магнитное прямолинейное поле, один вывод обмотки третьего соленоиа установлен внутри первого солеоида, а другой вывод обмотки ретьего соленоида установлен внути обмотки второго соленоиода,причем орцы обмоток первого и третьего, также второго и третьего соленойов совмещены,а первый соленоид и

выводы обмоток второго и третьего соленоидов установлены на общей геометрической оси.

На фиг.1 показана схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - схема модели движителя.

Устройство содержит модель магнитного прямолинейного поля,состоящую из соленоида 1 и рабочей кабины 2, образованной пространством между концам обмоток соденоиДа. В рабочую кабину устройства помещается модель исследуемого транспортного средства 3. Несущие поверхности модели через электрода 4, представляющие собой модель пелены свободных вихрей, подключены к блоку 5 питания Измерительные и контролирующие датчики 6 через коммутатор 7 соединены с измерительным блоком 8.

Блок моделирования реактивного движителя состоит из трех соленоидов Первый соленоид 9 крепится на модели транспортного средства и является собственно («эделью реактивного движите1ля. Он помещен в металлический кожух 10, форма воспроизводит внещ нюю форму движителя (гондолу воздушно-реактивного двигателя, кожух водяного движителя второй соленоид П, третий соленоид 12. Обмотки всех трех соленоидов подключены к блоку 5 тмтания через регулятор 13 тока, с помощью которого изменяются по величине и направлению токи в обмотках зтих соленоидов. Более детально и без модели транспортного средства блок моделирования реактивного движителя изображен на фиг.2

Устройство работает следуювщм образом (фиг.1).

В рабочую кабину 2, представляющую собой внутреннюю область солено и да с однородным магнитным полем, устанавпивают модель 3 транспортного средства со встроенимми моделями реактивных движителей - соленоида « 9.

К несущим поверхностям модели 3 присоединяют систему злектродов 4, состояцую из линейных 11роводников. На задних кромках несушрх поверхностей модели 3 в задаиных точках устанавливают коитролируювдае датчию 6 и вместе с нзмерительныьи датчика м включают через коммутатор 7 иа измерителыа||й блок В.

После вкпючения блока 5 пктатя задают токи в электродах А по

личине и направлению такими,чтобы взаданных точках на задних кромках Hecyi ix поверхностей модели 3 выполнялся аналог постулата Чаплыгина-Жуковского. При этом контроль осуществляется по показаниям датчиков 6 на измерительном блоке 8..Таким образом, получается магнитная модель поступательно-циркуляционного обтекания транспортного средства без движителя. Затем с помощью регулятора 13 настраивают блок моделирования реактивного движителя.

Настройку блока моделирования реj активного движителя осуществляют в следующей последовательности (фиг.2). Измерительный датчик устанавливают перед входным отверстием кожуха 10 и, изменяя с помощью регулятора величину и направление тока в со0леноиде 9, добиваются,чтобы вектор магнитной индукции на входе величине и направлению соответствовал скорости воздуха или вода на входе в реактивный движитель. Затем из5мерительш 1Й датчик устанавливангг на . срезе выходного отверстия кожуха 10 и задают ток в соленоиде 12 таким, чтобы вектор магнитной индукции магнитного потока, получаемого на срезе

0 выходного отверстия в результате сложения магнитных потоков, истекающих из соленоидов 9 и 12, имел величину Bgj,, соответствуюцую по величине и направлению скорости газа или

5 воды на выходе из реактивного движителя. Величину и направление тока в соленонде 11 подбирают таким, чтобы обеспечить необходкьый угол полураствора Ч мапштного потока,

0 истекающего из модели реактивного движителя.

После выполнения перечисленных граничных условий на входе и выходе модели реактивного дш1жителя полу5чают магнитную модель поступательно-циркуляционного обтекания транспортного средства с работающим реактивклм движителем типа воздущнореактивного двигателя или водометно0 го движителя. Измерение векторов магнитной индукции вокруг модели транспортного средства и на ее поверхно; СТИ производят С ПОМОЩЬЮ ИЗМСрИТеЛЬ

ных. датчиков.

5Щ)ед1агаемое устройство выполнено достаточно простыми технически средствами и его применение в ряде случаев позволяет обойтись иссле5. 1088025«

довании обтекания транспортныхройство расширяет возможности аналосредств без трудоемких и дорого-гового моделирования при решении

стоящих экспериментов в аэродннами-прикладных задач аэрогидромехаческих трубах и гидробассейнах.Уст-ники.

УСТРОЙСГЮ ДЛЯ МЭДОМРОВАНИЯ ОБТЕКАНИЯ ТРМСГОРТНЬК СРЕДСТВ С РЕАКГИВШМИ ДВИЖТЕЛЯШ, со держащее модель магнитного прямолииейного поля, выполненную в виде соленоида С-обраэиой формы, с установлен11Ыми между выводами обмотки соленоида и измерительными и контролирую1ф1ка1 датчиками,металлической моделью транспортного средства, несущие поверхности которой через электроды,моделирующие пелену свободных вихрей, подключены к выходам блока питания, а измерительные н контролирующие датчики через коммутатор сое динены с измерительным блоком, о тличающееся тем,что,с целью повышения точности моделирования, оно дополнительно соде1ржит регулятор тока и блоки моделирования реaKTHBioix двиткителей, каждый из которых выполнен в виде трех соленоидов,клводы обмоток которых через регулятор тока подключены к выходам блока питания, причем первый из соленоидов закреплен непосредственно на модели транспортного средства в металлическом кожухе, второй соленоид уста§ новлен внутри соленоида с:-образной (Л формл, один вывод обмотки третьего солениода установлен внутри первого с соленоида, а другой вывод обмотки третьего соленоида установлен внутim обмотки второго соленоида,причем торцы обмоток первого и третьего, о а также второго и третьего соленои00дов совмещены, а первый соленоид и вы00 вода обмоток второго и третьего соленоидов установлены на обп|ей геомето рической оси. 1C ел