Опора измерительной антенны Советский патент 1990 года по МПК E04H12/00 

. 1

Изобретение относится к строительству, в частности, башенных опор для размещения на них измерительных приборов, например измерительной антенны,и может быть использовано в конструкции опор, эксплуатируемых в условиях ветровых нагрузок, для повышения стабильности угломестного положения измерительного прибора в период ветрового воздействия.

Целью изобретения является упрощение конструкции, снижение материалоемкости и обес печение защиты антенны от ветрового воздействия.

На фиг. 1 показана опора, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - схема ветровых нагрузок на башню.

Опора измерительной антенны 1 включает башню 2, антенную площадку 3 на ее вершине и ветровой компенсатор, которьш выполнен в виде ветроотбойной вогнутой пластины 4 и ветрового стабилизатора 5 Пластина 4 наклонена под углом 18-22° ниже горизонта, расположена ниже уровня площадки 3 и закреплена посредством поворотного кольца 6 на башне 2 с возможностью свободного поворота вокруг нее. Ветровой стабилизатор 3 выполнен V-образ- ной формы из двух вертикальных пластин, жестко соединен через поворотное кольцо 6 с пластиной 4 и расположен ниже уровня пластины 4 с другой стороны башни 2. Опорное кольцо 6 закреплено на башне 2 с помощью подшипников и передает на нее изгибающий момент от ветрового компенсатора. При воздействии ветра произвольного направления ветровой стабилизатор 5 поворачивает автоматически кольцо 6 вместе с пластиной 4 так, чтобы пластина 4 располагалась впереди антеннь 1. При этом ветровой поток, попадающий на ветроотбойную вогнутую пластину 4, отклоняется вверх, огибая антенну 1, чем обеспечивается защита антенны от ветрового воздействия. При повороте воздущного потока вверх на пластину 4 действует аэродинамическая сила Q, которая направлена наклонно вниз. При этом вертикальная составляющая Qi этой аэродинамической силы Q создает восстанавливающий изгибающий момент Mi Qi-a, который обеспечивает компенсацию изгиба бащни под действием ветровой нагрузки.

Поскольку ветровой стабилизатор 5 расположен ниже уровня пластины 4, то момент, создаваемый ветровой, нагрузкой PI на этот стабилизатор 4 ( также способствует компенсации из1-иба башни от ветровой нагрузки q. Ветроотбойная пластина 4 расположена ниже уровня антенной площадки 3 для того, чтобы не мешать работе антенны 1, а ветровой стабилизатор 5 расположен ниже уровня пластины 4 для того, чтобы он находился в менее возмущенном воздушном потоке и был более эффективен, а также для создания

дополнительного компенсирующего момента

Мо.

При расчете потребной площади и угла наклона пластины 4 и расстояния а необходимо учитывать совокупность воздействия всех ветровых нагрузок на башню 2 и обеспечить стабильность угломестного положения антенной площадки 3. Поворот верхнего сечения бащни 2 по часовой стрелке происходит от воздействия распределенной

воздущной нагрузки на ствол бащни 2, горизонтальной составляющей Q2 аэродинамической силы Q, воздействующей на пластину 4, и горизонтальной силы Р, действующей на ветровой стабилизатор 5.

5 Компенсационный момент, действующий на бащню 2 против часовой стрелки, равен сумме моментов и M2 Pi-/Zi.

При расчете методами строительной механики нужно обеспечить равенство угла наклона антенной плоц;адки 3 от первой

° группы нагрузок и угла от второй группы нагрузок (компенсационных моментов Mi

и М2) .

Поскольку все аэродинамические силы и моменты пропорциональны квадрату скорос- 5 ти ветра, то автоматическая компенсация наклона антенной площадки имеет место при ветре любой скорости и любого направления.

Наклон ветроотбойной пластины 4 под углом 18-22° ниже горизонта необходим 30 для создания устойчивого отклонения вверх ветрового потока. При угле наклона менее 8° нужно выносить пластину 4 далеко от ствола башни 2 и делать ее с увеличенной длиной по образующей. Величина угла более 22° приводит к тому, что часть 35 набегающего потока отклоняется вниз, причем размеры пластины должны быть увеличены. Профиль вогнутой пластины 4 может быть в виде дуги окружности или дуги другой кривой, например параболы, .„ со стрелой прогиба 15-20%. В каждом конкретном случае ширина, высота и наклон пластины 4 определяются с учетом размера потребной зоны безветрия для антенны и с учетом потребной величины аэродинамической силы QI, обеспечивающей стабилизацию 45 антенной площадки 3. Выполнение ветрового стабилизатора 5 V-образной формы объясняется тем, что он находится в зоне ветровой тени за телом башни 2, а ветровой стабилизатор в виде одной пластины в этом случае неэффективен и приводит 50 к рысканию по азимуту и к неустойчивой работе пластины 4 в части создания ветрозащитной зоны. Размеры и координаты размещения пластин ветрового стабилизатора 5 определяются в каждом конкретном случае с учетом размеров пластины 4 и ее координат. Желательно произвести центровку ветрового компенсатора, чтобы его центр тяжести располагался на оси башни и весовые нагрузки не влияли

55

на стабильность антенной площадкн 3 при безветрии.

Конструкция ветрового компенсатора может быть изготовлена из обычных строительных материалов (сталь, алюминиевые сплавы) в условиях любого строительно-монтажного предприятия.

Площадь S ветроотбойной вогнутой пластины определяется из соотношения

q 0.167 C o-d-i Q-a-0,5 С.-/

где Q и Сх - аэродинамические коэффициенты ветроотбойной пластины при выбранном значении отрицательного угла наклона пластины относительно набегающего потока;

- коэффициент аэродинамического сопротивления;

d - поперечный размер бащни; / -высота бащни;

а - расстояние между центром ветроотбойной пластины и осью башни.

Вогнутая форма ветроотбойной пластины является оптимальной, так как плоская пластина должна быть вдвое больще по площади и по массе чем вогнутая, а ветро- отбойная пластина с сечением самолетного крыла излищне сложна в изготовлении, так как требует точных обводов двух поверхностей. Поэтому наиболее приемлемым вариантом является вогнутая пластина со стрелой прогиба 14-20%.

Формула изобретения

Опора измерительной антенны, включающая бащню, площадку на ее верщине

и ветровой компенсатор, отличающаяся тем, что, с целью упрощения конструкции, снижения материалоемкости и обеспечения защиты антенны от ветрового воздействия, ветровой компенсатор выполнен в виде ветроотбойной вогнутой пластины, установленной

под углом 18-22° к горизонту ниже площадки с возможностью поворота вокруг бащни, и ветрового стабилизатора У-образ- ной формы из двух вертикальных пластин, жестко соединенных с ветроотбойной пластиной и размещенных ниже ее уровня по другую сторону башни, при этом площадь S ветроотбойной вогнутой пластины составляет

с 0,Q7C,o-d-l Cya-6,5-C,-i

где Схо - коэффициент аэродинамического сопротивления;

d - поперечный размер башни;

/ - высота бащни;

а - расстояние между центром ветроотбойной пластины и осью башни;

Cy,Ci - аэродинамические коэффициенты подъемной силы и сопротивления вогнутой ветроотбойной пластины при заданном угле ее наклона а.

Изобретение относится к строительству и может быть использовано в конструкции башен для размещения измерительных приборов, например антенн. Целью изобретения является упрощение конструкции, снижение материалоемкости и обеспечение защиты антенны от ветрового воздействия. Опора включает башню 2 с антенной площадкой 3 на ее вершине, где размещена антенна 1. На верхнем конце башни 2 закреплено поворотное кольцо 6, на котором закреплены диаметрально друг другу ветроотбойная вогнутая пластина 4 и ветровой стабилизатор 5 (флюгер). Угол наклона ветроотбойной пластины 4 и ее определены с учетом высоты и диаметра башни 2 и компенсации наклона антенной площадки 3 от ветрового воздействия на ствол башни. Кроме того, обеспечивается отклонение ветрового потока вверх и образование застойной зоны безветрия на вершине башни 2, что позволит расположить антенну 1 в этой зоне и уменьшить ветровую нагрузку непосредственно на конструкцию антенны 1. 3 ил.

Фиг. 2

Фиг. 5